半刚性连接对框架结构性能的影响

本文将半刚性连接钢框架的主梁模型化为部分约束的梁单元,其单元刚度矩阵可用于半刚性连接钢框架的弹塑性分析。对半刚性连接钢框架的弹性、塑性和稳定性分析表明,框架的半刚性连接对结构性能有明显的不利影响。因此,在钢框架的分析和设计中,应考虑半刚性连接的影响。     

半刚性连接钢框架计算程序的编制

推导了半刚性连接单元的刚度矩阵，提出半刚性连接单元受任意分布力作用时的节点荷载的一种等效方法，依节点连接弯矩-转角曲线的特性给出了合适的离散公式，再根据离散控制系统理论编制了能考虑节点连接非线性的半刚性连接钢框架计算程序；最后，分别运用编制的计算程序和有限元软件ANSYS对典型题例进行计算分析，通过比较计算结果得出了半刚性节点连接对钢框架力学行为及变形性能的影响，进而验证了程序的准确性。     

单斜杆偏心支撑钢框架在循环荷载作用下的滞回性能分析

采用曲壳单元和梁单元相结合的非线性有限元分析模型，自编计算程序，分析了单斜杆偏心支撑钢框架在循环荷载作用下滞回的性能，提出了相应的抗震设计对策和建议。     

平面梁的几何非线性有限元分析

本文建立了拉格朗日坐标系下平面梁几何非线性问题的有限元模型，分别以初始枢型和相邻构型为参考构型，采用载荷增量与牛顿－拉裴逊迭代法相结合的混合求解法，对梁单元系统的非线性平衡方程迭代求解，并对两种方法进行分析比较。     

半刚性连接纲框架非线性分析的修正塑性区法

提出一种半刚性连接钢框架非线性分析的修正塑性区法。它考虑了轴力的Ｐ－Ｄｅｌｔａ效应、梁柱的半刚性连接、横截面的塑化和塑性区长度等几何和材料非线性因素的影响。该法既克服了塑性区法因单元划分过多而多占计算机内存和花费机时的缺陷，又弥补了塑性铰法不能考虑横截面塑化和塑性区长度影响的不足。计算分析表明，其结果令人满意。     

半刚性连接钢框架非线性分析的修正塑性区法

提出一种半刚性连接钢框架非线性分析的修正塑属性区法。它考虑了轴力的Ｐ－Ｄｅｌｔａ效应、梁柱的半刚性连接、横截面的塑化和塑性区长度等几何和材料非线性因素的影响。该法既克服了塑性区法因单元划分过多而多占计算机内存和花费机时的缺陷，又了塑性铰法不能考虑横截面塑性区长度影响的不足。     

SRC柱-钢梁混合框架抗震性能研究

对一榀SRC框架进行静力非线性分析,分析结果与试验吻合较好;在此背景下,通过对两跨三层的SRC柱-钢梁混合框架进行静力非线性分析,研究了SRC柱含钢率和梁柱线刚度比对混合框架抗震性能的影响.结果表明,SRC柱-钢梁底层框架实现了"强柱弱梁"破坏模式,混合框架荷载-位移曲线经历了较长的塑性变形阶段,结构表现出良好的整体延性.随着梁柱线刚度比增加,框架破坏模式逐渐从整体"强柱弱梁"过渡为"强梁弱柱"破坏模式,结构延性下降明显,设计时可取0.3~0.4作为参考的界限梁柱线刚度比.     

大跨度斜张桥的非线性分析——天津永和斜张桥几何非线性研究

对于大跨径斜张桥来说,刚性支承连续梁成桥已被公认为一个较好的方法。我们按此原则并根据二次理论,推导了空间梁单元的一次、二次几何单元刚度和抛物线型索的切线刚度,编制了“XZQNCX”程序,做了一系列线性和非线性计算。通过比较,我们发现:用一个简单的修正系数来考虑大跨度斜张桥的非线性影响是不全面的。为了提高设计和施工的精度,非线性分析不容忽视。     

土-结构相互作用中梁单元与实体单元的连接与选择

在土-结构相互作用数值模拟中,常用梁单元模拟上部结构,用实体单元模拟下部土体,由于两种单元节点自由度不同,需要对连接处进行合适地处理。首先介绍了在ANSYS中利用刚性区法和MPC法实现单元之间刚接的方法,并通过不同悬臂梁模型的静力和动力分析比较,发现两种方法精度基本相同,但MPC法计算效率略高且适用于大变形,利用梁单元建模能够有效地提高计算效率。然后,又分别采用梁单元和实体单元模拟桩基础并建立了两个六层框架模型,进行了地震波作用下的动力反应分析,经比较,再次验证了用梁单元模拟桩基础更加简易,不仅计算精度高,且计算效率高于用实体单元建立桩基础。从而为土-结构相互作用分析中桩基础的单元选择提供另一种思路。     

Y型偏心支撑钢框架的动力性能研究

Y型偏心支撑钢框架具有很好的抗震耗能能力。采用梁单元与壳单元相结合的非线性有限元分析模型,对Y型偏心支撑钢框架进行弹塑性时程分析,研究耗能梁段的长度和腹板高厚比的变化对结构抗震性能的影响,提出了相应的抗震设计建议。     

半刚性节点钢框架系统的强度可靠性分析

为了更为准确地评估钢框架系统可靠性,将实际的半刚性连接节点视为转动弹簧单元,推导了半刚性梁元节点失效的减缩刚度矩阵和等效节点力公式.采用分枝限界法研究了半刚接框架的系统强度可靠性,并与刚接和铰接结构进行了对比.算例表明,含有半刚性节点的主要失效路径和失效概率发生了较大变化,其系统可靠性介于刚接与铰接结构之间,节点刚度对钢框架系统可靠性的影响较大.     

混合结构变形曲线及动力特性研究

借鉴框-剪结构分析方法,基于协同工作原理,考虑混凝土梁与核心筒间刚域、混凝土核心筒的剪切变形、钢框架轴向变形以及钢柱与混凝土梁的半刚性连接的影响,建立了含刚度特征值的混合结构变形曲线方程。再将混合结构视为连续弹性无限自由度结构,建立自由振动微分方程,推导了混合结构的自振周期公式。通过图表分析了与刚度特征值有关的自振周期系数中各参数的影响。结果表明,刚域的存在减小了结构自振周期,核心筒剪切变形、钢框架轴向变形及梁柱半刚性连接使自振周期增大。     

基于变截面支撑的半刚接钢框架抗震性能

为了深入研究钢框架体系抗震性能,基于支撑杆件受力情况以及实际钢结构工程中梁柱节点连接形式,提出了基于变截面支撑-半刚接钢框架结构体系.首先,通过拟静力试验加载考察变截面支撑构件的滞回性能;进而,将试验结果与ANSYS有限元分析结果进行对比;最后,通过有限元模拟对结构体系进行时程分析,以考察体系的抗震性能.结果表明:变截面支撑的半刚接钢框架体系抗震性能良好.     

预制钢骨混凝土柱—钢梁组合节点试验研究

针对装配式混凝土结构中梁柱节点连接构造复杂、施工效率低等问题,设计开发了一种预制钢骨混凝土柱—钢梁组合节点,通过拟静力试验,研究不同梁端连接方式对新型节点抗震性能的影响。结果表明：不同梁端连接方式的节点试件均为梁端受弯破坏,破坏位置在翼缘连接板处,实现了节点域附近塑性铰外移的效果;翼缘连接板和混凝土的应变受梁端连接方式的影响较大,钢梁腹板、H型钢骨和纵向钢筋的应变受到的影响相对较小;栓焊混合节点和螺栓节点属于半刚性连接,焊接节点属于刚性连接;各试件的滞回性能良好,承载力和刚度退化性能稳定,延性系数在4.03~11.84之间,等效黏滞阻尼系数在0.24~0.36之间。该类型节点具有良好的承载能力和抗震性能,能满足现有抗震设计要求。     

偏心支撑半刚性连接钢框架的动力特性研究

将偏心支撑与半刚性连接钢框架相结合是一种新型抗震结构体系,为探讨其动力特性和影响因素,进行了大型试验研究和有限元数值模态分析。结果表明：偏心支撑半刚性连接钢框架的动力特性与传统框架结构并不相同,随着梁柱节点转动刚度的降低,结构自振周期延长,阻尼比增加,我国现行规范的相关规定不适用这种结构体系。最后依据研究结果,提供了偏心支撑半刚性连接钢框架的自振周期简化计算方法和阻尼比参考值。     

钢混凝土组合梁-钢管混凝土柱节点性能

为了研究钢混凝土组合梁-钢管混凝土柱节点的力学性能和半刚性特性,制作了4个比例为1∶3的节点模型进行试验,借助有限元分析软件ABAQUS建立了节点的有限元模型进行数值计算,分别进行了试验结果与数值计算的相应测点的应变、位移等结果的对比分析.通过试验与数值计算彼此校核,得到了与试验相符的有限元模型.在此模型的基础上,建立了该组合梁柱节点只含几何参数的相对弯矩-转角曲线模型.     

空间半刚性梁柱节点的数值模拟分析

利用有限元软件ANSYS建立了强轴和弱轴共存的空间半刚性梁柱节点模型,其中强轴采用腹板角钢和顶底角钢连接,弱轴采用顶底角钢连接.通过不同的单调以及循环加载方案,研究不同加载模式下空间半刚性梁柱体弱轴对强轴的影响规律.考虑了模型几何大变形、材料非线性以及接触非线性,分析了顶底角钢强轴连接的应力分布、变形特征、塑性发展、接触摩擦状态以及破坏模式.结果表明:弱轴连接对强轴的弯矩承载能力和转动变形特征产生一定的影响,为进一步的三维空间分析提供参考依据.     

方钢管混凝土柱-钢梁节点形式探讨

方钢管混凝土柱-钢梁节点的结构性能直接影响钢管混凝土结构在住宅建筑工程中的推广和应用，为了使设计人员对方钢管混凝土柱-钢梁节点形式有一个较为全面的了解，本文按铰接、半刚接和刚接三种节点类型分别介绍了目前常用节点的构造型式和受力特点，并简要介绍了刚接节点的研究现状，在此基础上提出了两种新型刚接节点-隔板贯通式节点和外肋环板节点，最后结合工程建设中的实际情况，对方钢管混凝土柱-钢梁节点今后的研究方向提出一些看法和建议。