坡屋面框架结构建模及坡度影响分析

结合北京天洋北花园销售中心工程实例,运用PMSAP建模,通过对比整体结构的性能指标及构件内力计算结果,分析得出定义为"弹性板6"的坡屋面因同时考虑了平面内和平面外刚度,可与梁柱共同分担荷载,导致梁柱内力相应减小。工程中若需增加梁构件配筋的安全储备,可仅考虑板的平面内刚度,即将坡屋面定义为"弹性模"。并进一步探讨了坡度变化对坡屋面结构构件内力的影响。坡屋面结构中,随坡度的增加,水平边梁轴向压力逐渐减小,而梁端剪力、跨中弯矩及梁端弯矩均随之增大;斜框梁的轴向压力逐渐增大,而梁端剪力随之减小;中柱轴力随坡度的增加而减小,角柱轴力随之加大,说明增大坡度可缓解结构中柱与角柱的轴力差值。     

具有端部约束的碳纤维布加固混凝土梁耐火性能试验研究

在ISO834标准升温条件下,开展了具有端部约束的7根碳纤维布加固混凝土梁和1根未加固混凝土梁的耐火性能试验,考察了梁端轴向和转动约束、防火涂料厚度、荷载比等参数对约束梁高温变形及内力的影响。试验结果表明:约束梁的轴向变形最大值随轴向约束刚度比和防火涂料厚度增大而减小,附加轴力最大值随轴向约束刚度比增加或防火涂料厚度减小而增大,梁端附加弯矩最大值随防火涂料厚度减小而增大,但防火涂料厚度在10~20mm范围内变化时影响幅度有限;降温后约束梁的附加轴力仅少量恢复,梁端附加弯矩却较大幅度回落;与非加固梁相比,加固梁的梁端附加弯矩最大值不仅数值更小,而且出现时刻明显偏晚。     

深基坑在土钉墙和桩锚联合支护条件下支护结构受力分析

本文通过数值计算得出土钉和锚杆所受内力呈"枣核"状或抛物线状分布,每排土钉轴力最大值自上往下逐渐向面层方向偏移。随着开挖深度的增加,受拉土钉的轴向拉力增大,而对于锚杆开始在自由段施加预应力,随着开挖深度的增加其轴力也在不断的增大,在土钉(锚杆)的末端轴力几乎为零,开挖过程中桩的轴力和剪力都在逐渐增大,桩身的最大剪力逐渐向下移动,上半部分桩的弯矩由小逐渐变大,而在下半部分,基坑底向下1m的范围内,弯矩值逐渐减小的支护结构的内力分布规律。     

竖向荷载作用下框架梁端剪力计算问题探讨

以某六层办公楼梁端剪力计算为例,分析了弯矩调幅前后所得的梁端剪力间的差别,并依据框架结构中竖向荷载作用下梁端弯矩调幅原理及梁斜截面抗剪机理,统一了框架梁端剪力的求解方法,对教学工作及实际工程设计有一定的参考意义。     

盾构隧道衬砌近接桥桩的施工力学响应及影响分析

衬砌结构作为盾构隧道主要承重结构,其受力特性直接决定隧道能否安全使用,运用有限元分析软件模拟不同注浆压力和不同近接距离下盾构隧道施工过程,分析衬砌结构近接桥桩的施工力学响应,结果表明:注浆压力在0.1MPa~0.5MPa范围内,随着注浆压力的增加衬砌管片的最大隆起值和最大沉降值均减小,水平最大正位移值与负位移值均增大,且管片的弯矩与剪力逐渐增大,轴力逐渐减小,其中水平位移与轴力的变化率较大;近接群桩距离的改变,衬砌管片的内力与变形均随着距离的增大而减小,逐渐接近于无桩时的状况,其中管片的沉降最大值与轴力的减少幅度较大。研究结果为类似工程提供参考。     

方钢-混凝土组合空腹梁的静力性能及其响应规律

首先采用梁-壳混合模型对方钢-混凝土组合空腹梁的变形和内力分布特征展开了研究,然后分析了跨高比、网格数和剪力键断面尺寸对结构静力响应的变化规律。结果表明:上、下肋局部弯矩均由边节间向中间节间递减,且在跨中节间,局部弯矩均使肋的下侧纤维受拉;除支座附近外,上肋中间节间的轴力均为压力,而下肋中间节间的轴力均为拉力,且向跨中逐步增大。剪力键在肋轴力差的作用下主要表现为平面"错动",其内力从支座到跨中逐步减小;随着跨高比和网格间距的增大,结构挠度和内力均不断增大,而随着剪力键断面尺寸的加大,挠度和内力则有所减少。     

斜桩支护基坑的数值模拟研究

具有一定倾斜角度的桩在公路桥梁、港口码头行业中中已应用广泛,而在基坑支护工程中则鲜有应用和研究。为了研究具有一定倾斜角度的桩作为基坑支护结构时的工作机理,采用数值模拟的方法,对不同倾斜角度的钢板桩进行计算,研究不同倾斜角度对支护桩内力、位移的影响规律。研究结果表明,斜桩有利于与降低基坑位移、减小支护桩剪力,而支护桩正弯矩随角度增大而减小,负弯矩随角度增大而增大。从充分发挥材料性能、节约造价的角度,斜桩倾斜角度以10°~12°为宜。     

坡屋面建模计算及配筋设计相关问题研究

坡屋面中的斜板,既具有水平板属性也具有竖向墙属性,与平板受力有较大区别,对结构整体刚度、内力及指标均有较大影响,对与之相连的梁受力影响也很大,梁板构件的配筋由拉弯控制.结合PKPM软件V4.3版对于坡屋面建模要求及计算处理原则,介绍软件中坡屋面建模的几种方式,并通过五个算例工程计算结果对比分析,详细阐述坡屋面斜板在计算...     

支撑刚度及预加轴力对基坑变形和内力的影响分析

本文结合地铁深基坑工程,分析了支撑刚度及预加轴力对基坑变形和内力的影响。结果表明：随着支撑刚度的增大,围护结构弯矩及位移均减小;随着预加轴力的增大,围护结构最大位移减小,最大弯矩和最大剪力呈增大趋势。     

巨型柱框架-核心筒结构三向地震作用反应分析

现有超高层建筑中较多采用一种带伸臂桁架的巨型柱框架-核心筒结构形式。为研究其竖向地震作用反应,以巨型柱框架-核心筒结构为研究对象,在分析结构自振特性的基础上,通过反应谱分析和时程分析,研究该结构在水平地震作用下和水平与竖向地震共同作用下的反应。结果表明:与仅有水平地震作用相比,巨型柱轴力、梁的跨中弯矩和环带桁架的轴力均增大,且增幅随结构高度的增加而增大;竖向地震作用对基底剪力和楼层侧移的影响不明显,对梁的跨中弯矩影响显著,在楼层较高的区域,巨型柱轴力、梁的跨中弯矩和环带桁架轴力分别增大了10.0%、29.6%和12.4%。     

双排桩排距对围护结构的影响研究

通过对某城市基坑工程围护设计结果进行分析,研究了双排桩不同排距变化对排桩桩桩身内力及支锚轴力的影响规律,以及对基坑周边地表沉降的影响。结果表明,前排桩承受背土侧弯矩与剪力随双排桩排距的增加而增加;后排桩承受的弯矩随排距增加而增加,剪力随之减小;第1道锚索内力随双排桩排距的增加呈先增大后变小的趋势,内力变化较大,第2,3道锚索内力随双排桩排距增加而增加,增加趋势逐渐减小;周边地表沉降最大值随着双排桩排距的增加而先降低后增大,但是周边地表沉降范围不变。     

无侧移单元闭合框架P-δ效应的研究

为了判断无侧移单元封闭框架柱在考虑轴力p-δ效应下柱端弯矩的变化规律,提出了综合梁柱约束类型及节点二阶附加转角的判断法则;并经过典型算例结果的检验与证实。当节点转动是由梁端引起时,若考虑p-δ效应后节点转角增大,则意味着由于柱对梁端的约束作用减弱,柱端弯矩与梁端弯矩将变小;反之,则梁端受到柱端的约束效应增强,那么柱端弯矩与梁端弯矩将增大。当节点转动是由柱端转动引起时,由于作为柱端转动约束构件的梁抗弯刚度保持某一常量,如果考虑p-δ效应后,节点附加转动增大了原节点转角,那么梁端弯矩就会增大,从而使与之相连接的柱端弯矩也相应增加;反之,若节点附加转角减小了节点转角,则梁端约束弯矩减小,而减小与之连接的柱端弯矩。     

长富金茂大厦混凝土收缩徐变分析及结构设计

分析了混凝土收缩徐变对深圳长富金茂大厦构件内力和变形的影响规律,总体趋势是随着楼层高度的增加,影响越发明显,具体结论如下:1)混凝土收缩徐变对框架柱的轴力起增大作用,顶层处增大幅度不超过10%,对剪力墙的轴力起释放作用,顶层处减小最大为27%;2)对一端连接柱子、一端连接剪力墙的梁端弯矩影响较大,其中顶层处近柱端的梁上部弯矩增大接近30%,近墙端的梁上部弯矩减小接近20%;3)对两端连接框架柱的梁弯矩影响最大接近11%;4)一端连接柱子、一端连接剪力墙的梁端弯矩影响主要为最顶部10层,中下部的影响可以忽略不计。基于该影响规律,对结构设计施工措施提出了相应的建议。     

梁单元与壳单元在转换梁计算中的差异

基于实际转换结构建筑,采用YJK中的梁单元和壳单元对转换梁进行计算,对比转换梁的弯矩、位移。结果显示,弯矩、位移的差异都非常大。对于一级转换梁,采用壳单元计算的跨中竖向位移、弯矩更小;当梁端支撑剪力墙时,采用梁单元得到的梁端弯矩结果更小。采用梁单元模拟转换梁不符合实际结构的受力模式,转换梁应按壳单元进行计算。     

预应力混凝土框架梁次轴力计算及其影响因素分析

现行国家规范(规程)仅对预应力次内力中的次弯矩和次剪力的计算方法做了规定,而对次轴力的计算并未做明确规定,只给出了相应的施工技术措施以减小超静定结构中次轴力对预应力构件的不利影响。推导了超静定结构中预应力次轴力的计算方法,并分析了柱截面刚度、梁的弹性模量和截面面积、梁跨度、层高、不同张拉方式等对其的影响。     

抗震设防烈度对多层混凝土结构性能的影响

针对多层混凝土结构底层柱抗震能力较差的问题,本文采取提高结构的抗震设防烈度方法,计算分析七度、八度设防下框架梁、柱的轴力、剪力和弯矩。数值结果表明：提高结构的设防烈度,梁、柱的弯矩、剪力、轴力均增大,在底层（第一层）变化最为突出。地震作用下,结构的破坏形式主要表现为底层柱的破坏,因而增大建筑设计中的设防烈度可从根本上解决这一问题。     

斜交网格结构体系的参数分析及简化计算方法研究

斜交网格结构体系由斜交成网格状的斜柱组成,同时承受竖向和水平荷载,具有刚度大、抗侧性能好的特点,已成功应用于广州西塔超高层(432m)结构外筒。针对超高层建筑筒中筒结构中的斜交网格外筒结构,通过结构力学方法推导最优斜交角度,采用三维杆系单元进行结构整体受力分析,得出了斜交角度、平面形状与结构位移、内力的关系曲线和参数变化规律。结果表明:有角柱和无角柱斜交网格结构的最佳斜交角度分别为53°~69°和63°~76°;随着斜交角度的增大,结构竖向刚度增大而抗扭刚度逐渐减小,但抗扭能力依然较好。平面形状对结构抗侧刚度、最佳斜交角度和柱轴力的影响不大;随平面边数的增加,斜柱的剪力和弯矩及梁的轴力均呈下降趋势。最后基于抗侧刚度控制的设计方法建立简化公式,给出了一种估算矩形平面斜交网格结构斜柱截面的方法,为工程设计提供参考。     

焊接箱形截面梁抗震性能影响因素研究

为考察板件宽厚比对焊接箱形截面梁抗震性能的影响,对中国、美国、日本和欧洲的钢结构设计标准中的相关规定进行了比较,结果表明各国规范对于梁板件宽厚比限值的规定总体上具有较好的一致性。采用钢材循环加载本构,建立了多尺度非线性有限元计算模型。提出了刚性竖杆 箱形梁加载方式,模拟水平地震、重力荷载与轴向压力对箱形截面框架梁的作用。有限元分析结果表明,在设计常用的板件宽厚比范围内,箱形截面梁的弹性屈曲荷载均显著高于其屈服荷载。在水平往复荷载作用下,随着板件宽厚比减小,箱形截面梁极限变形角与延性系数随之增大,抗弯刚度降低速率变缓,塑性耗能能力显著增强。当满足一级抗震宽厚比要求时,焊接箱形截面梁的梁端截面转角约为1/30。承受轴压作用时梁刚度退化很快,变形能力减弱。当轴压比不大于0.2、满足一级抗震宽厚比要求时,梁端截面转角约为1/50。跨高比对梁承载力影响不大,但变形能力可以大幅度提高。横向荷载对梁抗震性能的影响显著,随着静载比（重力荷载代表值与屈服弯矩之比）增大,骨架曲线逐渐发生平移,抗弯刚度降低,耗能性能减弱。当地震弯矩与静力弯矩方向相同时,箱形截面梁承载力显著降低,静载比0.8时极限变形角可减小约50%;当地震弯矩与静力弯矩方向相反时,梁虽然承载力稍有提高,但极限变形角略有减小。     

斜交T梁桥受力性能分析

斜交梁桥和常规正交梁桥的结构有所差异,在斜交支承条件下,斜交T梁桥结构特殊的受力性表现为:由于弯扭耦合作用,在两端支座处有较大的负弯矩产生,而且支座处的支承反力分布不均。为了研究斜交T梁桥的受力特性,采用Midas civil2015有限元软件进行模拟,分析了在不同斜交角和宽跨比影响下正交与斜交T梁桥的受力性能。结果表明:随着斜交角和宽跨比的改变,斜交T梁桥的受力特性逐渐发生改变,即斜交T梁的最大弯矩随着斜交角和宽跨比的增大往钝角方逐渐偏移,且当斜交角为60°时弯矩偏移最大;梁端钝角处的支反力随着斜交角度的增大而增大,相对0°时最大增加10%,梁端锐角处产生的支反力随着交角的增大而减小,相对0°时最大减小9%。研究成果可为斜交T梁桥的设计提供参考。     

软硬地层条件下盾构隧道管片衬砌力学分析

分析隧道底部切入基岩不同深度时盾构隧道管片结构内力和变形,结果表明随着岩层厚度的增大,弯矩、剪力和变形先增大后减小,而轴力变化不大;当岩层厚度相同时,错缝拼装的弯矩和剪力比通缝拼装的要大而变形要小、轴力变化不大,故设计时隧道底部岩层厚度应控制在1/4D以内或3/4D以上。