双层柱间支撑框架在循环荷载下的破坏机理

为研究双层柱间支撑框架(steel two-tiered braced frames,简称STBF)的滞回性能及在罕遇地震作用下的破坏机理,对1个1/2缩尺STBF进行了往复加载试验。在试验基础上,又对31个经试验验证的STBF模型进行了数值模拟。分析了STBF在循环荷载作用下的破坏模式、变形和内力变化规律,研究了柱顶荷载、支撑长细比、支撑截面径厚比和层高比等参数对STBF破坏机理的影响。结果表明：STBF在循环荷载作用下,支撑破坏主要集中在某一层,该层支撑会出现较大支撑平面外屈曲变形,并可能发展为断裂破坏;由于上、下层支撑不同时破坏,导致柱产生支撑平面内弯矩;随着层高比的增大,STBF的耗能能力提高;当轴压比大于0.5或层高比小于0.5时,STBF可能由于柱失稳而过早破坏,建议柱轴压比不应大于0.5,且层高比不应小于0.5。     

伺服系统调节器的工程设计方法

本文对国内外广泛采用的控制系统 M_(pmin)的工程方法进行了数学模型的简化,从而提出了伺服系统的调节器工程设计方法。文内还举了一个计算实例,可供工程设计时参考。     

钢支撑代替混凝土支撑对深基坑支护结构影响的数值分析

深基坑施工时为了控制开挖影响,第一道支撑一般采用钢筋混凝土支撑,但这往往给施工带来不便。本文通过采用有限元计算软件Midas GTS,对合肥地铁某基坑部分预留混凝土支撑用钢支撑代替的支撑体系以及围护结构进行了数值分析,得出基坑支护结构的受力及变形特性。研究结果表明:用钢支撑代替部分钢筋混凝土支撑其围护结构变形为最终弯矩增大2%,最终水平位移减小了3.4%,得出围护结构最大位移发生在0.5~0.7H(H为基坑深度),从而为施工方案的更改提供理论依据,加快了施工进度。     

不同支撑形式的型钢混凝土剪力墙抗震性能试验研究

型钢混凝土剪力墙具有强度高、刚度大、稳定性好等优点,广泛应用在高层建筑中。为研究不同支撑形式对型钢混凝土剪力墙抗震性能的影响,进行了3个1/3缩尺的型钢混凝土剪力墙（型钢支撑布置形式分别为X型、AC1型和AC2型）和1个普通混凝土剪力墙对比试件在低周反复荷载作用下的试验研究,得到了其破坏过程的变化规律和破坏模式,分析了不同型钢支撑类型对剪力墙抗剪承载能力、裂缝开展、刚度、延性及耗能的影响规律。试验研究表明：型钢支撑对剪力墙的承载能力、刚度、延性及耗能性能均有较大幅度提高。试验研究表明：AC1型、AC2型和X型型钢支撑的剪力墙极限承载能力较普通混凝土剪力墙分别提升了71.9%、64.6%和49.4%,其延性系数分别提高了19.3%、5.0%和14.5%;型钢混凝土剪力墙的刚度退化速率与普通混凝土剪力墙相比更加缓慢,而且中后期刚度明显优于普通混凝土剪力墙;型钢混凝土剪力墙的塑性区范围较普通混凝土显著增加,试验获得的滞回曲线也更加饱满。     

多层柱间支撑门式刚架结构的纵向抗震性能研究

当门式刚架结构高度较大时,设置多层柱间支撑可为刚架柱提供侧向支承点以减小柱平面外计算长度,从而减小柱截面并节省钢材,是一种合理的做法,然而对采用多层支撑的门式刚架结构纵向抗震性能研究较少.为研究门式刚架结构采用多层柱间支撑时结构的纵向抗震性能,采用有限元软件ABAQUS对按现行相关规范设计的五个门式刚架结构在纵向地震作用下的抗震性能进行了动力弹塑性时程分析,研究多层柱间支撑门式刚架结构在纵向地震作用下的受力性能、破坏机理.结果表明:多遇地震作用下,结构纵向侧移较小,满足变形要求;罕遇地震作用下,结构纵向存在侧移不均匀、支撑塑性破坏及刚架柱在支撑平面内弯曲等问题,不满足抗震要求.本研究深入分析了产生以上问题的原因,为该结构纵向抗震性能的理论分析和工程实践提供参考.     

铰接中心支撑钢框架阶形柱计算长度系数

以某火力发电厂主厂房铰接中心支撑钢框架体系为研究背景,对该体系中阶形柱计算长度系数进行了研究。基于小变形弹性稳定理论,推导了一端铰接、一端弹性支承的双阶柱计算长度系数,采用特征值屈曲分析对推导的计算长度系数μ0进行了验证,吻合程度较好。以厂房结构中横向3轴框架为例,采用特征值屈曲分析、弹塑性屈曲分析对推导的μ0及柱的稳定承载力进行了验证。结果表明,按数值计算得到的柱稳定承载力与理论计算值吻合程度较好。建议铰接中心支撑钢框架结构中柱的计算长度系数可按本文推导的公式计算。该方法的优点在于不必对结构的侧移类型进行判断,对于柱发生有侧移失稳的情况,还可考虑上下层柱对所研究楼层柱的约束作用。     

深基坑分层分段放坡开挖临时支撑架设滞后问题研究

以武汉地铁阳逻线的车站基坑工程为背景,应用FLAC3D数值计算软件对基坑分层开挖与逐级架撑过程进行模拟分析。通过对比几种支撑架设滞后方案的计算结果,总结了开挖面支撑架设滞后时,围护结构变形及钢支撑轴力的变化特征。结果表明:滞后支撑的数量相同的情况下,开挖面横排钢支撑架设滞后对基坑受力变形的影响最小,纵列钢支撑架设滞后影响最大;通过调整已架设钢支撑的轴力来控制缺撑区域的变形是可行的。     

上翼缘受侧向支撑的固端钢梁整体稳定分析

采用ANSYS有限元程序对受混凝土板刚性约束的两端固定H型钢梁进行非线性屈曲分析,分别研究了钢梁在高度变化和下翼缘宽度变化两类情况下梁负弯矩段的侧扭屈曲对梁整体稳定的影响,结果表明上翼缘有刚性侧向支撑的两端固定H型钢梁存在部分屈曲后强度,钢梁在屈曲后承载力能继续提高,构件未发生过度变形前可充分利用钢梁的部分塑性,提高其设计承载力;另外下翼缘宽度变化对两端固定梁整体稳定影响较大,梁截面较高同时下翼缘又比较窄时,负弯矩段的侧扭屈曲会使钢梁发生过度变形,对下翼缘无侧向支撑的H型钢梁设计时仍需考虑其整体稳定性.     

群柱失稳研究进展

首先对群柱平面内稳定性进行论述,通过算例分析简单阐述了同层框架柱以及层间框架柱的相互作用机理,并对各国学者在此方面的研究工作进行了总结;然后着重讨论了通高区结构群柱面外稳定问题,包括平面框架（矩形通高区）和曲面框架,其中对平面框架的群柱面外稳定设计方法的研究相对成熟,而对于面外支撑效果更强的曲面框架,通过算例分析了其失稳机理;最后对在高层筒中筒结构和塔结构中大量使用的网格式筒壳结构的群柱稳定问题进行了探讨。结果表明：网格式筒壳结构不同于平面框架,其在失稳时表现出明显的空间变形特性,使得网格式筒壳结构群柱面外稳定设计理论的研究变得非常复杂;各国研究成果较少,严重滞后于工程应用,亟待进一步解决。     

分段悬挂式钢内筒烟囱结构设计

悬挂式钢内筒烟囱比自立式钢内筒烟囱,具有结构受力合理、经济性好的特点.结合某工程240 m高悬挂式钢内筒烟囱的设计,介绍分段悬挂式钢内筒烟囱的设计特点、构着处理、经济比较等内容.     

隅撑支撑钢框架结构抗震性能分析

采用pushover方法对单角隅撑支撑铜框架在三种罕遇地震烈度下的抗震性能进行分析,得出该结构在不同罕遇地震作用下的破坏模式及抗震性能点,并对其抗震性能进行评定;该结构在地震作用下塑性铰依次出现在隅撑、斜支撑及框架梁上,从而可以消耗大量的地震能量,同时避免了框架柱遭受破坏,符合“强柱弱梁”的设计要求。     

SRC梁-CFT柱节点受力性能研究

型钢混凝土(SRC)梁-钢管混凝土柱(CFT)节点具有承载力高、刚度大、延性好等优点.以银川国际机场T3航站楼SRC梁-CFT柱节点为原型,基于商用软件ABAQUS建立了综合考虑材料非线性、几何非线性以及钢材和混凝土之间界面特性的有限元分析模型,并利用已有试验结果对该模型进行了试验验证.在此基础上,对型钢混凝土梁-CFT柱节点的受力性能、破坏机理、承载能力及延性等进行了非线性有限元分析研究.研究表明,节点具有较大的承载能力与延性,满足工程安全性要求;节点破坏机制为梁铰破坏;水平荷载-位移曲线表明节点强度、刚度退化缓慢.     

Axial compressive behavior and design method of tubed circular steel reinforced concrete short columns

To study the behavior and design of tubed circular steel reinforced concrete (TCSRC) short column under axial compressive loads, a nonlinear finite element model (FEM) has been developed to simulate this kind of structure. Depending on the FEM results, an elastic-plastic analysis was carried out to clarify the status of steel tube, then a simplified procedure was proposed to predict the compressive axial load strength. The results obtained from this procedure were compared with the test results. It is found that they agree well each other.     

换流站阀厅屋面钢结构设计

根据换流站阀厅的布置及受力特点,通过三维建模仿真计算和常规平面桁架计算两种分析方法比较,得出换流站阀厅钢屋架进行三维建模分析的必要性及以往常规平面桁架分析的缺陷性,供以后设计类似结构时参考.     

火力发电厂悬吊式钢内筒烟囱的结构设计

悬吊式钢内筒烟囱的内筒悬挂于各承重平台,筒体以受拉为主,避免了钢板的局部压屈,因而内筒的用钢量比传统的自立式钢内筒烟囱明显降低,可创造良好的社会经济效益,另外内筒荷重的降低对结构设计也极为有利.依托实际工程,在湿法脱硫不上GGH的工艺前提下,本文具体研究了悬吊式钢内筒烟囱的受力计算及内筒悬挂构造措施,重点解决了内筒各悬挂段的膨胀节及支撑牛腿的构造设计.     

空间受力钢柱的双重非线性分析

使用塑性铰的概念,同时考虑几何非线性、残余应力、端部约束等的影响。对一系列空间钢柱在同时承受轴力和两个方向弯矩作用时的力学性能进行了模拟分析。与试验结果的对比分析表明,这种方法具有较好的准确性和可靠性,为高层钢结构空间力学性能简化分析奠定了理论基础。     

内置FRP约束混凝土的方钢管混凝土轴压承载力

钢管混凝土FRP混凝土（SCFC）组合柱是新近提出的一种新型组合柱形式。提出考虑外钢管与FRP的双重约束效果,采用双剪统一理论分析了SCFC组合柱外钢管、外层混凝土、FRP管以及内层混凝土的应力状态,根据静力平衡条件得到了SCFC组合柱的轴压承载力计算公式,其与试验结果能够较好吻合。分析了含钢率、FRP与钢的相对配置率、FRP径厚比以及FRP管直径对轴压承载力提高系数的影响,结果表明：随着含钢率的增加、FRP与钢的相对配置率的提高以及FRP径厚比的减小,SCFC组合柱轴压承载力提高系数都有一定程度提高;内FRP管直径与外钢管边长之比在0.65~0.75之间时,轴压承载力增益效果较好。     

大跨度钢结构重型钢柱吊装技术可行性研究

文章以某自动化立体库为例,重点对钢柱构件的安装与吊装技术进行了研究。提出了具体的施工技术措施,计算并验证了方案的可行性。     

高强Q690钢柱高温下轴心受压局部稳定设计方法

局部屈曲是钢结构构件的一种破坏模式,钢结构发生局部屈曲破坏时,屈曲应力小于钢材的屈服强度。为了研究高温下高强Q690钢柱的局部稳定性能,采用有限元软件ABAQUS建立有限元模型,模型采用其他学者完成的Q460钢柱轴心受压局部屈曲试验进行验证,考虑宽厚比、温度、初始缺陷、残余应力和翼缘与腹板之间相互作用的影响,对高强Q690钢柱进行参数分析。研究结果表明：宽厚比对局部屈曲有显著影响,宽厚比的增大导致试件极限承载力的降低;初始缺陷和残余应力对局部屈曲应力有较大影响,且试件的极限承载力随着温度的升高而明显下降。基于有限元分析结果提出了适用于高强Q690钢柱高温下的局部稳定设计方法和宽厚比限值,并与GB 50017-2017、Eurocode 3和ANSI/AISC 360-10中的设计方法进行了比较。