近海大气环境下锈蚀平面钢框架抗震性能试验研究及有限元分析

为研究近海大气环境下锈蚀钢框架结构的抗震性能,采用人工气候加速腐蚀技术对42件钢材材性试件和4榀平面钢框架进行加速腐蚀试验,然后对不同锈蚀程度的钢材材性试件进行拉伸破坏试验,获得锈蚀Q235B钢材力学性能指标（屈服强度、极限强度、伸长率和弹性模量）与其失重率的函数关系。并对4榀平面钢框架进行低周往复加载试验,研究了锈蚀对平面钢框架的破坏机制、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性及耗能能力等的影响。结果表明：4榀平面钢框架试件均发生了延性较好的破坏,呈现出混合屈服机制;但随着锈蚀程度的增加,试件承载力、耗能能力显著降低,强度和刚度退化明显,延性变差。在试验研究的基础上,利用通用软件ABAQUS对试验平面钢框架进行了非线性有限元分析,研究了轴压比对其力学性能的影响,结果表明：随着轴压比的增大,试件承载力、延性不断降低。     

单层平面钢框架连续倒塌动力效应分析

为研究结构连续倒塌由于初始破坏引起的动力效应,该文采用瞬时加载法,对中柱失效的单层平面钢框架分别采用简化模型和杆单元模型进行动力反应分析。分析结果表明:当结构处于线弹性状态时,动力放大效应仅与构件失效时间和阻尼比有关,动力放大系数最大值为2,且随着构件失效时间和阻尼比的增大而减小;当结构屈服进入塑性状态后,动力放大效应还与需求能力比(DCR)有关,动力放大系数随着DCR的增大而增大,直至结构出现动力发散。     

钢框架整体结构的抗火极限安全分析

基于塑性极限上限分析,利用基本破坏机构迭加的方法,通过求解非线性规划问题对石油化工装置的钢框架结构进行了抗火极限分析研究。钢框架结构不仅包含了普通的平面框架结构,还有复杂的空间框架结构。并使用FORTRAN语言编制了钢框架的计算程序。与试验结果的对比和典型算例表明该方法简单有效,可以为钢框架整体结构抗火设计提供理论依据和计算方法。     

柔性连接钢框架简化分析的等效代替框架法

本文用变刚度的螺旋弹簧模拟钢框架梁柱节点柔性连接的弯曲特性,推导了柔性连接钢框梁单元的转角位移方程。通过引入横梁修正线刚度,将等效代替框架法推广应用于柔性连接钢框架的结构分析,其计算十分简便。     

轻型钢框架支撑体系振动特性与抗震性能分析

为了分析不同支撑形式对钢框架结构体系振动特性的影响,利用PKPM软件设计了X型、V型和人字型3种不同支撑形式的12层钢框架支撑结构,提供了主要构件的尺寸和结构的振动特性,再利用有限元软件ANSYS和SAP2000对3种不同支撑的自振特性分别进行了分析,探明了不同支撑形式对该结构体系的动力特性的影响;利用ANSYS软件进...     

钢框架结构的二阶效应分析

二阶效应对于钢结构尤其是多层和高层钢框架的结构分析至关重要。本文对钢框架结构进行了一阶分析、二阶分析以及按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）修订稿推荐的近似是分析,通过对不同分析方法的计算对比,得出了钢框架结构考虑二阶效应的某些一般规律性结论,并校核了规范修订稿推荐近似公式的准确程度。     

无侧移柔性连接钢框架的简化分析

本文用变刚度的螺旋弹簧模拟梁柱节点连接的柔性，推导了柔性连接钢框架梁单元的转角位移方程。通过引入修正转动刚度、修正传递系数和修正固端弯矩，将传统的力矩分配法和分层法推广应用于无侧移柔性连接钢框架的结构分析，可供工程设计人员参考。     

基于多尺度模型的钢框架抗震性能分析

为了在保证一定计算效率的条件下,尽可能的提高钢框架抗震性能有限元分析的精度,该文采用通用有限元软件ABAQUS建立非线性有限元模型,深入探讨了利用多尺度模型的方法解决钢框架抗震计算问题。建立钢框架梁柱节点的板壳、杆系以及多尺度模型,并与国内外典型节点试验进行对比分析,验证有限元微观模型与宏观模型界面连接方法的可行性,有...     

高层钢框架二阶效应的实用简化计算

本文提出了高层钢框架二阶效应,包括P-△和P-δ效应的实用简化计算方法。该法便于手算,与精确的电算结果比较表明,本文的简化法具有较好的精度,完全满足工程设计需要。本文还对P-△和P-δ效应对框架工作性能的影响进行了研究和评判。     

多层钢框架柱的整体稳定分析

本文从一般情况下的单柱模出发，在理论上得出了抗侧移刚度与框架柱计算长度之间的关系，综合分析了欧注及英国钢结构规范中关于失稳类型的判别标准，并建议在支撑可靠的情况下可考虑非完全支框架结构的支作用。     

两种组合钢框架火灾变形性能的试验研究

利用自行研制的火灾加温试验炉及相关测试装置,对2种不同连接方式共4榀组合钢框架在不同的火灾工况下的火灾变形性能进行了试验研究,火灾工况包括:梁、板、柱同时受火而节点不受火和梁、板受火而柱、节点不受火2种。试验中量测了炉温,H型钢梁、柱及钢筋混凝土楼板中的温度分布,结果表明:裸钢的温度相差很小,而埋入混凝土中的钢的升温曲线与裸钢的有较大差异;混凝土的升温曲线则与钢的升温曲线差别较大,加温初期不久由于混凝土凝结水等的原因致使温升曲线存在有一平缓阶段,且随着距受火面距离增大混凝土的温升曲线有明显的滞后现象,当炉温和裸钢的温度开始下降时,混凝土的温度却仍在升高。该文对框架的变形和组合梁变形进行了分析,经比对2种连接方式组合钢框架的火灾行为后,给出了工程应用建议。     

钢管混凝土平面框架子结构抗连续倒塌精细有限元分析

竖向关键构件失效后,结构的抗倒塌能力主要以失效柱上部钢梁的梁机制和悬链线机制为主。选取\     

钢框架梁柱端板连接的非线性有限元分析

运用通用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型,对8个不同形式、不同构造的钢框架梁柱端板连接进行了非线性有限元分析(FEA),并与相应的试验结果进行了全面对比分析。比较结果表明:该文的有限元模型不但能够准确地分析计算各种类型和不同构造的钢框架梁柱端板连接节点的整体受力特性,包括承载力、弯矩-转角(M-φ)曲线、极限变形状态等,还能有效地分析计算节点及其组件的细部受力特性,包括高强度螺栓的预拉力,端板和柱翼缘之间的接触状态,以及节点域、端板、螺栓、端板加劲肋、节点域加劲肋等组件的受力状态,为进一步运用该模型对各种形式和构造的端板连接进行全面的有限元参数分析计算提供了正确性依据。同时,有限元分析还给出了螺栓预拉力引起的接触面预压力分布、荷载作用下接触面的摩擦力分布以及节点的主应力流分布等对于全面和深入理解端板连接节点受力特性非常有意义但是又难于通过试验进行测量的结果。     

钢管混凝土柱-钢梁多层平面框架倒塌分析研究

该文建立了钢管混凝土柱-钢梁平面框架结构的有限元计算模型,探讨了该类组合框架的倒塌判断标准。基于构件拆除法对组合框架结构进行了计算,研究了倒塌工况下组合框架结构的变形和内力分布规律。结果表明:钢管混凝土柱-钢梁平面框架结构剩余变形主要集中在梁端。按照规范设计的组合框架在不考虑节点区破坏前提下满足抗倒塌要求,但节点区内力变化明显,成为倒塌设计中的关键部位之一。     

微分求积法与有限元相结合分析带弹性安置质量圆板的横向振动

微分求积法(GDQM)是近年来发展起来的一种结构计算方法,但是目前仍存在很多的局限性.而有限元法是一种成熟的计算方法,但是计算比较繁琐.用GDQM与有限元相结合对中心带有弹性安置质量圆板的轴对称自由振动进行了计算分析,同时发挥GDQM精度高、计算量小、收敛快和有限元法十分灵活的优点,使两种方法得到了有机结合,首次提出了一种结构分析的新思路.计算结果与现有文献的结果作了对比,证明方法具有较高的精度.     

随机边界元法在大坝可靠性分析中的应用

本文综合考虑重力坝受自重，水压力及温度场的影响，应用随机边界元法，结合一阶二次矩法，分析了一大坝的强度可靠度的稳定可靠度，所得结果与随机有限元法所得相符。     

基于能量的局部火灾引起钢结构连续倒塌简化分析方法

为研究局部火灾引起多高层钢结构倒塌的破坏机理以及多高层钢结构在火灾下的抗倒塌性能,基于结构初始倒塌破坏机制,建立了单柱受火的火灾引起多高层钢结构倒塌分析的单自由度简化分析模型,模型将受火柱上部结构简化为三折线弹塑性弹簧模型,将受火柱简化为集中塑性铰模型,并推导了基于能量的结构反应计算公式,建立了能量的计算方法。最后通过整体结构的数值对比分析,验证了此方法用于火灾引起钢结构连续倒塌分析与计算的合理性与可行性。     

T型圆钢管节点抗火性能的有限元研究

利用有限元软件ABAQUS建立T型圆钢管节点模型,采用间接热力耦合的方法,研究了节点在ISO834标准升温环境和不同荷载条件下的抗火性能。根据试验建立验证模型,将分析得到的结果与试验结果进行对比。通过比较,验证了模型的可靠性。在此基础上,建立管节点抗火模型,通过分析主管变形和主管端部轴向反力随温度变化曲线,以及管节点的失效机理,得到不同荷载比和节点的几何参数对节点抗火性能的影响。     

钢框架梁柱节点转角理论模型和测量计算方法

梁柱节点转角对钢框架的内力和变形及其梁与柱构件的设计有着重要的影响。由于研究环境和研究方法的差异,国内外研究者大多采用自己定义的节点转角和测量计算方法,其测量得到的节点转角中大多包括梁与柱变形的影响,使已取得的大量研究成果在其适用性和可比性上存在较大的不足。该文比较分析了目前国内外学者提出的钢框架梁柱节点转角定义和测量计算方法,对全焊接节点及栓焊混接节点提出了改进的节点转角测量计算方法,并验证其精确性和可行性;随后采用较为合适的节点简化理论模型,结合节点转角测量计算方法进行整体分析,讨论其准确性。有限元分析结果显示该文建议的3 种节点转角测量计算方法具有很高的精度,而选取节点域斜向弹簧模型进行整体框架的简化分析时,不仅可以考虑节点转动的影响,而且其分析计算结果具有很高的精确性。