钢框架砌体围护体系试验研究及有限元分析

通过1：2空腔砌块复合墙体钢框架模型在低周往复荷载作用下的抗侧力试验，运用三支杆模型对填充墙进行等效替换，结合有限元分析软件ANSYS的静力分析和非线性分析功能，研究其滞回特性、刚度、应力分布及内力分布等，得到这一新型抗侧力体系的简化计算模型。     

开洞填充墙钢框架抗震性能分析

为了探究钢框架填充墙中洞口位置及尺寸变化对钢框架体系极限承载力和抗震性能的影响,使用ANSYS有限元软件建立6个足尺模型,对不同开洞位置及开洞尺寸的模型的极限承载力、滞回曲线以及耗能能力进行系统分析.结果表明:当开洞面积相同时,虽然洞口位置的变化对承载力有一定影响,但填充墙体与钢框架接触面积对其的影响更为突出;当开洞位置一定时,填充墙钢框架的极限承载力随开洞面积的增大显著降低,但其延性性能和耗能能力却有不同程度的提高.     

砌体填充墙框架结构的非线性有限元分析

采用ABAQUS有限元软件建立填充墙框架结构的非线性有限元分析模型,对4榀填充墙框架结构和2榀纯框架结构性能进行了有限元非线性分析,并与试验结果进行了比较.结果表明,计算值与试验值比较吻合,说明建立的非线性有限元模型可以较好地模拟填充墙框架结构的性能,为进一步的分析提供参考.     

开洞砌体填充墙混凝土框架结构的非线性有限元分析

基于合理的单元类型和材料本构关系,采用大型非线性有限元分析软件ABAQUS,对开洞砌体填充墙钢筋混凝土框架结构进行了三维有限元分析,并在试验的基础上进一步研究了开洞率对砌体填充墙钢筋混凝土框架结构性能的影响.结果表明,所建立的有限元模型可较好地模拟开洞填充墙钢筋混凝土框架结构的非线性性能;开洞率越大,砌体填充墙钢筋混凝土框架的承载力越小,但当开洞率超过60％时,其承载力与纯框架相差不大.     

砌体填充墙框架抗震性能数值模拟方法分析

从砌体填充墙建模方式、框架与填充墙接触关系模拟方法和数值分析方法的选择3个方面对填充墙框架结构水平受力性能数值模拟方法进行剖析,并以上海外滩早期历史建筑钢框架低周反复加载试验研究为基础,对整体式和分离式2种有限元建模方法进行对比分析,发现考虑墙-框界面接触关系、将砌体作为均质连续材料的整体式有限元模型能够较好地反映填充墙钢框架结构整体荷载-位移关系、刚度退化现象及应力分布,而将填充墙按砖块和砂浆建模的分离式模型则能够较好地反映填充墙破坏形态,但分离式建模复杂、计算耗时,相较之下整体式模型更适用于填充墙框架结构整体受力性能的数值模拟.     

多层砌体填充墙框架结构的非线性有限元分析

采用ABAQUS软件中非线性分析常用实体单元C3D8R模拟混凝土框架和砌体填充墙,杆单元T3D2模拟钢筋,弹簧单元SPRINGA模拟框架和填充墙体的连接,建立了有限元非线性分析模型。对4榀单跨双层和1榀单跨单层砌体填充墙钢筋混凝土框架结构模型进行了非线性有限元分析,同时将计算值与试验值进行了比较,论证了有限元分析的可行性,进一步分析了砌体填充墙对框架结构性能的影响。     

填充墙对钢框架偏心支撑结构地震反应的影响

现阶段钢结构设计中并不直接考虑填充墙对结构整体的影响,而是考虑填充墙的自重荷载并且用周期折减系数这一概念考虑填充墙刚度的影响。本文通过三种模型的对比分析考虑弹性阶段填充墙对高层钢框架偏心支撑结构体系的地震反应影响:周期反应、层间位移、顶点位移、顶点加速度、框架内力反应的影响,探讨填充墙在多遇地震作用下的有利作用。     

关于框架与砌体填充墙间连接的分析与讨论

就砌体填充墙对框架结构抗震性能的有利和不利影响进行了较详细地定性分析,并结合我国工程实践中的具体情况,提出了一些具有现实意义的意见和建议.     

半钢性连接钢框架性能的有限元分析

进行了一榀两跨三层带双腹板顶底角钢半刚性连接平面钢框架结构的低周反复荷载试验,通过试验考察了半刚性钢框架在循环荷载作用下的弹塑性性能,同时对半刚性和刚性连接钢框架进行了非线性的有限元对比,从而分析了带双腹板顶底角钢半刚性连接的性能及其对钢框架性能的影响。     

砌体填充墙RC框架结构抗震性能研究现状及展望

砌体填充墙RC框架结构作为建筑工程中最常见的一种结构体系,在中国以及世界范围内都有着广泛的应用.由于填充墙与框架之间复杂的相互作用,到目前为止依然缺乏合理的分析和设计方法来评估结构的抗震性能.在过去的几十年里,国内外许多学者通过试验、有限元模拟等方法对填充墙RC框架结构的相互作用机理和受力性能进行了大量分析,提出了适用于整体抗震分析的各式简化模型.本文从平面内、平面外以及新型填充墙框架结构的抗震性能3个方面论述了砌体填充墙RC框架结构抗震性能的研究现状,介绍了当前的最新研究进展,指出了砌体填充墙RC框架结构抗震研究中尚存的一些问题,并对其发展趋势进行了展望.     

椭圆形钢煤斗有限元空间分析

某电厂设计中为满足工艺要求,采用了椭圆形钢煤斗方案,但因其空间曲面构形复杂,利用现有国家规范将难以设计.本文结合该工程实例利用有限元分析软件ANSYS计算分析了全部满煤和半边满煤半边放空两种工况下煤斗的应力和应变分布规律,进而给出了最大应力和最大位移的具体部位,为煤斗的施工图设计提供了重要的依据.     

Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性能

在Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性振动台试验的基础上,建立了试验试件的有限元模型,并验证了分析的正确性。设计了一个9层的Y形偏心支撑高强钢框架结构,以耗能梁段长度、耗能梁段腹板高厚比、高跨比为参数,对9层结构进行了非线性动力时程分析,研究了以上参数对结构抗震性能的影响。研究结果表明,改变耗能梁段长度、高跨比对结构层间侧移、耗能梁段性能、框架柱弯矩、耗能能力均有不同程度的影响,对框架柱轴力、基底剪力无显著影响;改变耗能梁段腹板高厚比对结构耗能能力有影响,对结构层间侧移、耗能梁段性能、框架柱受力、基底剪力无显著影响,并给出了相关设计建议。     

变电构架中无加劲肋法兰节点有限元分析

运用有限元软件ANSYS对变电构架中常用的无加劲肋法兰进行了非线性数值分析.揭示了无加劲肋法兰节点在拉弯荷载作用下的受力特点和应力分布,比较了不同法兰盘厚度的节点在相同荷载作用下的螺栓内力,并分析了法兰盘刚度影响无加劲肋法兰节点受力性能的原因.     

钢管混凝土在压弯扭受力状态下的有限元模型

为了研究钢管混凝土柱在压-弯-扭复合受力状态下的力学性能,在大型通用有限元程序ABAQUS基础上,选取合理的材料本构方程,包括混凝土塑性损伤模型和钢材理想弹塑性模型,并施加位移约束条件和定义钢管混凝土柱的压-弯-扭复杂受力加载模式,从而建立钢管混凝土柱的“壳-实体”精细有限元模型.有限元模型计算结果与文献试验结果吻合良好,并且能够获得钢管混凝土中钢管和混凝土材料每一点的应力和应变状态,也能获得宏观扭矩-扭转角滞回曲线,研究结果充分表明钢管混凝土的“壳-实体”精细有限元模型在兼顾计算精度的同时能够获得较为全面的分析计算结果.     

有肋钢管混凝土结构有限元分析

依据电测实验试件各项参数建立有限元计算模型,对混凝土充填无肋钢管结构及有肋钢管结构进行了非线性有限元计算分析,有限元计算与电测实验结合起来运用,可以拓宽对电测实验试件的载荷变形关系进行预测的范围、减少实验次数,降低实验费用、加速了对混凝土充填有肋钢管结构研究的过程,在时间和经济效益方面,有重要的现实意义。     

某电厂钢煤斗有限元空间分析

为了满足某火力发电厂土建结构设计的需要,应用通用有限元分析系统ANSYS对该电厂钢煤斗进行了结构分析,计算出了煤斗的支座反力,为煤斗支撑框架大梁的结构设计提供了准确的荷载数据,通过模型修改和反复试算确定了煤斗合理的结构设计方案,为钢煤斗施工详图设计提供了依据.     

矩形中空夹层钢管混凝土轴压性能有限元分析

利用ANSYS软件对矩形中空夹层钢管混凝土柱这一新型构件的轴压性能,从加载到破坏全过程的力学行为进行了非线性有限元分析。分析模型考虑了钢材和混凝土材料非线性的本构关系,得到轴压短柱加载全过程的荷载—应变曲线。计算结果与已有试验结果吻合,证明采用本模型分析矩形中空夹层钢管混凝土轴压短柱的非线性问题是可行的。     

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。