树状结构稳定承载力研究

首先提出了特征值屈曲分析对于树状结构找形前后整体稳定性的影响,计算结果表明在特征值屈曲分析下,树状结构在找形前后整体稳定性没有发生明显变化,一阶屈曲模态较为相似.在此基础上,又对树状结构进行非线性屈曲分析,研究结果表明,找形后的树状结构的整体稳定性远高于找形前.     

钢管树状柱的有限元分析

钢管树状柱是现代建筑工程中一种较新颖的结构形式。针对钢管树状柱的特点,在分析钢管树状柱基本空间构成和力传递方式的基础上,提出钢管树状柱的合理受力关键是树状柱的分枝应与屋面梁协同工作,用有限元方法分析了单跨钢管树状柱在垂直和水平载荷作用下的响应。为大型公共空间采用钢管树状支撑结构体系提供了切实可行的分析方法。     

钢管树状柱的极限承载力分析

针对钢管树状结构在公共交通建筑中的广泛使用,选取几个典型的火车站树状柱结构形式,采用有限元软件ANSYS进行一、二阶弹塑性极限承载力的分析研究。通过有限元验证,分析树状结构极限承载力的变化,为工程设计提供指导。     

树状结构三分叉铸钢节点有限元分析

结合某实际结构工程,对三分叉铸钢节点进行有限元分析。首先设计并应用SOLIDWORKS建立考虑管径、壁厚、倒角半径、分叉角度等因素影响的计算模型,然后应用ANSYS计算轴力和弯矩共同作用下节点的应力状态,分析节点应力分布特征及最大应力出现的位置,并对影响节点受力性能及破坏模式的参数进行分析。研究结果表明:弯矩对节点最大应力的影响显著;三分叉铸钢节点主要存在主管轴向屈服、主分管交界处局部屈曲、分管撕裂破坏等3种破坏模式,节点受轴力作用且管壁相对较厚的情况下,发生主管轴向屈服破坏;节点受轴力作用、支管直径相对较大而管壁较薄的情况下,发生主分管交界处局部屈曲破坏;节点弯矩作用较大的情况下发生分管撕裂破坏。     

钢管树状结构设计

钢管树状结构受力合理,承载力高,不仅体现了钢结构的优势,而且使建筑与结构完美统一。结合工程实例介绍了钢管树状结构的设计、制作安装要点,为大型空间建筑或钢结构艺术建筑采用钢管树状结构积累经验,为完善树状结构工程设计抛砖引玉。     

树状结构杆件计算长度系数研究

树状结构的杆件受力以轴压作用为主,稳定性是其结构设计中的控制因素。然而由于树状结构的复杂性,在现行规范中并未给出其杆件计算长度系数的取值建议。为解决该问题,首先从理论出发,利用位移法推导了简单平面树状结构杆件的计算长度系数解析式,确定了影响计算长度系数取值的关键参数;然后以有限元特征值屈曲分析法为基础,提出并改进了针对树状结构的1阶整体失稳法,研究了空间树状结构各级杆件计算长度系数随结构高跨比和相邻杆件刚度比的变化规律;最后,通过统计分析给出了空间树状结构树干和各级分支的计算长度系数的取值建议。研究表明,有侧移树状结构的1阶整体失稳模态与悬臂柱相近,而无侧移树状结构的1阶整体失稳模态与两端铰支柱相近,根据该特点可以快速确定树状结构的整体计算长度系数,并进一步确定树干和各级分枝的计算长度系数,以期为工程中高效开展树状结构的稳定性设计提供理论参考。     

钢管树状柱设计分析

通过对钢管树状柱的基本几何构成和空间受力分析,提出了钢管树状柱的设计原理和方法,指出了钢管树状柱的分析关键是与屋面梁协同受力以及设计应注意的问题。大型公共空间采用大型的树状支撑结构体系,不仅可行而且受力合理,完全符合《钢结构设计规范》对构件的挠度要求。     

张弦梁结构动力特性分析

采用由梁单元、杆单元和索单元组成的混合有限元法对简支和两端固定铰支张弦梁结构进行了动力特性分析,探讨了撑杆数目、预应力值和矢跨比等结构参数对两类张弦梁结构动力特性的影响,并就各种情况进行了比较,得出了一些有用的结论。     

结构-地基动力相互作用问题的有限元分析

用大型有限元计算软件ANSYS实现了粘弹性人工边界的模拟,计算结果表明,ANSYS在解决结构—地基动力相互作用问题时,无论是吸收边界性能还是波动输入都有很好的精度。对一平面框架结构进行了模态分析,结果表明,结构—地基相互作用对结构的影响是明显的。     

平板网架结构的静动力特性分析

以正放四角锥双层平板网架为例,利用大型通用有限元分析软件ANSYS进行建模、加载、前处理及后处理,并对其进行了静动力特性分析以及模态分析,得到对网架变形和内力有重要贡献的振动模态频率和振型,确定了网架在地震波作用下关键节点的时程响应曲线,所得结果对网架结构的地震效应分析具有一定现实意义,其结论可供同类工程借鉴。     

预制混凝土框架结构非线性分析

采用商用软件ANSYS,建立了考虑材料非线性、预制混凝土结构拼缝、预应力以及边界条件等的非线性有限元模型,对预制混凝土框架进行了非线性全过程分析。基于上海旗忠网球中心预制混凝土框架结构模型的单调静力试验,对上述有限元模型进行了验证,有限元计算值与试验结果吻合良好。     

巨型框架结构体系的动力特性及地震响应分析

采用大型有限元软件ANSYS对巨型框架结构进行了动力时程分析,讨论了不同主次框架刚度比下巨型框架结构的动力特性及地震响应。计算结果表明,钢筋混凝土巨型框架在地震作用下的侧移曲线为弯剪型;主次框架刚度比对巨型框架弹性地震反应有较大影响;结构的高阶频率对结构有一定影响,当与地震波卓越周期相近时可能会发生类共振现象。计算结果对巨型框架结构的抗震设计有较大的参考价值。     

TMD减震钢框架有限元分析

TMD在实际工程结构中得到了广泛的运用和认同,为了进一步验证TMD的减震控制效果,进行了TMD-钢框架有限元模型的地震时程分析。首先分析了TMD的减震原理及其参数优化设计方法,根据有限元钢框架模型的动力特性设计了TMD减震装置的参数;然后利用有限元软件SAP2000对该TMD减震钢框架进行动反应有限元仿真分析。分析结果表明：该TMD减震装置具有显著的减震效果,能够有效地减小结构地震反应峰值。     

既有结构的动力有限元建模方法研究

针对存在性能退化的既有结构,提出了同时考虑单元刚度变化和单元材料阻尼比变化的损伤建模方式。以三层钢筋混凝土框架结构为例,进行有限元建模分析。计算不同构件发生破坏时该结构的基频变化率。计算结果表明:各构件的损伤对结构的影响是不同的;同时考虑构件刚度和构件阻尼比变化能够更真实的反应既有结构的动力特性。提出的同时考虑刚度和阻尼变化的建模方法可为进行既有结构的计算机仿真分析及研究既有结构的抗震性能提供依据。     

薄壁钢管残余应力有限元分析

根据热弹塑性应力理论、有限元增量理论 ,利用大型有限元软件ANSYS对直焊缝薄壁钢管进行残余应力分析 ,分析结构表明 ,焊接中心残余拉应力最大 ,截面上拉压应力交替出现 ,并与试验结果相比 ,吻合较好 ,为残余应力的理论分析提供参考。     

蜂窝梁动力特性的有限元分析

以正六边形蜂窝梁为研究对象,利用Rayleigh法对其固有频率进行分析,并用有限元分析软件对蜂窝梁的自由振动进行数值模拟。考虑了不同开孔率、孔口扩高比、高跨比及不同位移约束条件对其固有频率的影响,并与相同截面尺寸的实腹梁以及扩高前的H型钢梁进行对比,结果表明:与原梁相比,蜂窝梁有更出色的抗震性能;大跨度条件下,应用蜂窝梁代替相同截面高度的实腹梁有更好的经济效益。     

振动台台面动力特性的有限元分析

利用大型有限元分析软件 ANSYS 对结构实验室在建的振动台台面进行了有限元分析,得到了台面的自振频率和模态。分析结果表明:在使用频率范围内可以保证振动台的实验性能。     

新增钢梁与混凝土结构连接节点的有限元分析

混凝土结构改造工程中经常采用钢结构形式,新增钢梁与原混凝土结构的连接节点十分常见。新增钢梁与原混凝土结构连接节点的性能影响到新增结构与原混凝土结构之间的整体工作情况和新增构件的受力状态。对新增钢梁与混凝土构件之间常用的连接节点通过有限元计算,对其受力性能进行比较详尽的分析,包括连接节点的刚度、锚固钢板的变形、接触应力、植筋的受力等,并提出了工程应用建议,对该类工程应用具有重要的参考价值。     

大跨斜向连体钢结构动力响应分析

随着建筑技术发展,建筑形式日趋多样化。连体建筑由于其宏伟的气势、现代化的气息而被建筑师们所喜爱。连体结构在地震作用下的反应远比单体结构和无连体结构复杂得多,其动力特性、受力机理和动力响应等值得研究。连体结构的研究对该类结构形式今后的发展具有重要的理论意义。本文对一大跨钢框架斜向连体结构模型作出不断变化,建立2组算例,采用时程分析方法进行结构动力分析,求解结构的动力特性及响应,并作比较分析,对连体结构概念设计具有参考意义。     

钢管混凝土拱桥管节点有限元分析

钢管混凝土桁架拱桥中多采用主支管直接相贯焊接的节点构造型式。管节点连接处几何形状突变,应力集中明显,使节点成为整个结构的薄弱环节。基于此,采用ANSYS,选取四管桁架拱桥中的三种典型节点构造,利用圣维楠原理分别考虑弦杆与腹杆夹角、主支管管径比、主支管管壁厚比三个参数的影响,对节点进行局部受力分析,考察其对节点构件应力的影响。