钢管混凝土柱框架结构动力特性试验与有限元分析

为了解钢管混凝土柱框架结构动力特性,设计制作了一榀单跨、两开间、8层钢管混凝土柱-钢梁框架结构模型,采用单输入单输出(SISO)方法进行动力特性试验,得到固有频率、振型和阻尼比等结构动力特性参数.同时,采用大型有限元软件ANSYS8.1进行数值计算,得到结构的振型和频率.将试验结果与有限元分析结果进行对比,二者符合较好,此项研究为钢管混凝土框架结构的抗震设计提供了重要参考依据.     

钢管混凝土框架模型模态试验及数值模拟

目的 了解钢管混凝土框架结构动力特性,为此类结构的抗震研究奠定基础.方法 利用单输入单输出(SISO)模态试验方法和数值模拟方法,对一榀钢管混凝土柱-H钢梁框架结构模型的动力特性进行测试分析.结果 模态试验方法得到结构频率、振型和阻尼比参数,数值模拟方法得到结构的固有频率和振型参数,两种方法得到结构的频率和振型符合较好.结论 单输入单输出的模态试验方法适用于钢管混凝土框架结构模型的动力特性分析,得到的阻尼比参数能为数值模拟提供参考;利用ABAQUS6.5软件对钢管混凝土框架进行动力特性分析是可行的,得到的振型、频率等动力特性参数能为结构抗震设计提供依据,在一定程度上可以代替模型试验.     

框-筒结构模型模态试验研究与有限元分析

以某19层钢筋混凝土框架-筒体结构的高层建筑为原型,设计有机玻璃模型,通过多点激励单点输出方法得到模型的频响函数,进而求得其动力特性(固有频率、空间振型等),并根据相似原理推断原型结构的相应参数.同时运用有限元软件ANSYS分析原型结构的动力特性,得到相应的固有频率、空间振型.试验数据与AN-SYS分析结果的对比表明,两种方法所得结果比较接近.研究成果为框-筒结构抗震设计提供了重要的参考依据.     

考虑SSI影响的钢管混凝土框架模态分析

为了进一步了解土体对其上部结构动力特性的影响,对土体采用弹簧-阻尼单元进行模拟,建立一个四层圆钢管混凝土框架结构在考虑土-结构相互作用（SSI）的有限元分析模型。为了比较,建立了相同结构底部刚接的结构体系模型。对两种结构体系的动力特性参数进行了分析比较,发现考虑SSI影响的结构自振频率比底部刚接的自振频率要小,降低的幅度在7．64％13．06％之间;高阶振型变化明显。研究表明,SSI对钢管混凝土框架的动力特性有一定的影响,在其抗震设计和结构损伤检测方面应该进行适当地考虑。     

预应力混凝土梁模态分析的有限元软件实现

为建立预应力混凝土梁模态分析的有限元模型,以ANSYS有限元分析软件为例,提出预应力混凝土梁式结构在利用大型有限元软件进行模态分析时,可采用初应变法施加预应力,并且将混凝土受到的预压力影响转化为对单元材料弹性模量的影响,通过对变弹性模量的有限元模型进行模态分析,得到预应力混凝土梁在各级预应力下的自振频率和振型.通过与试验值对比可知,改进后的有限元模型可以用于预应力混凝土梁的模态分析.     

异型柱小型砼空习砌块12层房屋模态分析试验研究

为了研究异型柱小型砼空心砌块小高层房屋的动力特性,进行了1：3.2模型12层结构的模态试验,获得了结构的周期、振型、阻尼比等参数,研究结果表明：砼空心砌块对结构动力特性影响很大,对刚度矩阵的贡献尤为突出,异型柱空心砌块结构由于其特殊的施工方式（先砌墙,后浇柱）,使其在结构上既有别于普通的框架填充墙结构,又和剪力墙或壁式框架不同,故在地震作用下的内力计算还有待于进一步研究。     

矩形钢管混凝土框架的非线性有限元分析

基于一榀单跨两层矩形钢管混凝土框架的抗震性能试验,利用通用有限元软件ABAQUS建立了框架的非线性有限元分析模型,模型中考虑了混凝土反复荷载下的刚度退化.通过与试验结果的对比分析,证明利用该模型进行矩形钢管混凝土框架结构的有限元分析是可行的,能真实反映框架结构各阶段的受力状态和最终的破坏结果,具有较大的实用价值,可利用该模型进行不同类型钢管混凝土框架结构的全过程非线性分析,揭示其组成构件的工作机理和破坏过程,以及构件在受力过程中的应力分布等微观机理,为钢管混凝土结构的推广应用以及合理设计奠定基础.此外,通过有限元分析还可以得知框架结构中梁、柱的受力状况和材料利用状况,为结构的优化设计提供依据.     

轿车白车身模态试验与有限元模态分析的对比

以某轿车白车身为研究对象,利用模态试验分析方法研究该白车身的振动,用随机信号对白车身进行激励,测得固有频率、阻尼、振型等模态参数.并与该白车身的有限元模态分析结果进行对比,用分析结果的差别评价该白车身动态特性.     

基于三维单元的多层钢管混凝土框架非线性有限元分析

钢管混凝土能够充分发挥钢材和混凝土的特点,在实际工程中的应用越来越广泛.本文采用有限元软件ABAQUS对多层钢管混凝土框架进行三维有限元数值模拟,考虑材料及几何非线性,分析了钢管混凝土框架在单调加载下的荷载-位移全过程,探讨了采用该方法时的建模、核心混凝土及钢材本构模型的选取、钢管与混凝土之间的界面处理等关键问题,数值模拟结果和试验结果总体上吻合良好.     

钢管混凝土框架梁柱刚性节点的试验研究

根据3种常见的钢筋混凝土框架梁柱刚性节点的试验研究，进一步验证了刚性节点传力性能与工作机理，并与浇灌混凝土之前的空钢管框架梁柱刚性节点的传力性能进行了比较，给出了每种形式节点处复杂高应力区的范围。     

钢-混凝土组合梁与钢管混凝土柱节点的非线性有限元分析

以简化的Varma模型作为钢材的循环本构关系模型,建立了2类钢管混凝土柱与组合梁连接节点——梁钢筋贯通钢管节点和梁钢筋与上加强环焊接连接节点的三维非线性分析模型,并采用有限元软件ANSYS对其在低周反复荷载作用下的滞回性能进行了非线性分析。结果表明：由有限元模型得到的低周反复荷载作用下的滞回曲线及骨架曲线与试验所得的结果吻合较好,但在屈服荷载后差异较大;如能恰当地选择材料的本构关系、计算模型和破坏准则,则能够采用有限元模型准确地预测上述2类节点的弹塑性行为和整体抗震性能,并用于节点滞回性能的非线性参数分析。     

冷弯薄壁方钢管混凝土柱的非线性有限元分析

为了研究设肋方式、钢管厚度、钢材强度和混凝土强度对冷弯薄壁方钢管混凝土组合柱力学性能的影响,本文采用ABAQUS有限元程序,对冷弯薄壁方钢管混凝土组合柱进行非线性有限元分析,计算和分析了冷弯薄壁方形钢管混凝土组合柱轴压时的荷载-变形全过程关系曲线。给出了有限元计算中钢材和混凝土本构关系模型、钢管及其核心混凝土之间界面模型等确定方法,分析在轴压作用下四种不同截面形式的冷弯薄壁方钢管混凝土组合柱的力学性能和破坏模态,理论计算结果与试验结果吻合较好。研究表明,设肋能有效改善冷弯薄壁方钢管混凝土组合柱的力学性能,与不带肋截面钢管混凝土构件相比,四边肋截面钢管混凝土构件的轴压承载力提高了9.4%~14.8%,十字肋截面钢管混凝土构件提高了18.7%~39.9%,而空钢管构件降低了65.3%~89.7%。同时,混凝土强度和钢管厚度对冷弯薄壁方钢管混凝土柱的轴压承载力影响较大。     

方钢管混凝土框架加固后的滞回性能试验与理论研究

通过对经过加固后的一榀三层两跨方钢管混凝土框架拟静力试验,分析了低周反复水平荷载作用下加固后的框架的延性性能、强度与刚度的退化以及抗震耗能能力,给出了框架各层位移随反复荷载变化的滞回曲线,并根据顶层滞回曲线进一步得出了框架顶层骨架曲线及相应的恢复力模型.并与原结构各项力学性质相比较,得出加固后的框架的滞回性能、延性指标、耗能能力、强度与刚度退化及抗震能力与原结构的差异.通过观察加固后的框架的延性和耗能能力,得到具体的实验数据以便在实际工程中得到应用.     

矩形钢管混凝土桁架节点的研究与进展

矩形钢管混凝土桁架节点的研究是钢管混凝土向大跨、空间方向应用的关键之一。对矩形钢管混凝土桁架节点的基本类型、破坏模式以及现阶段研究成果和存在的问题进行了介绍与探讨,为其进一步的研究提供一定的参考。     

方钢管再生混凝土短柱轴压承载力有限元分析

利用有限元软件ABAQUS对方钢管再生混凝土短柱轴压承载力进行非线性分析,建立了适用于有限元分析的钢管和再生混凝土本构关系模型;利用极限平衡法推导方钢管再生混凝土短柱轴压承载力计算公式函数类型;利用计算结果拟合出方钢管再生混凝土短柱轴压承载力的计算公式。研究结果表明：所提出的材料本构关系模型可以较好地满足对方钢管再生混凝土短柱轴压承载力进行模拟分析的要求,通过模拟获得的计算结果与相关试验结果差异较小,所建立的方钢管再生混凝土短柱轴压承载力计算公式能够较准确地计算构件极限承载力。     

矩形钢管混凝土桁架静力性能非线性有限元分析

为了研究矩形钢管混凝土桁架的静力性能和分析模型,采用非线性有限元法,建立了两种不同的杆系模型,并将分析结果进行比较.结果表明:单材料模型对矩形钢管混凝土桁架的分析结果较为可靠,但材料本构关系成为有限元分析的关键;矩形钢管混凝土桁架的破坏并不是杆件造成的,而是由节点失效引起的,且失效将发生在相对变形量较大的节点位置;分析所得极限承载力为桁架节点发生塑性变形时荷载值,与桁架整体极限承载力稍有偏差,但分析模型能够满足桁架在桥梁结构中的设计要求.     

浅谈钢管混凝土柱柱芯混凝土质量检测

通过比较敲击法、钻芯法和超声波等几种钢管混凝土柱柱芯混凝土质量检测方法的利弊,认为超声波法对于柱芯混凝土质量检测具有较好的适用性.