爆炸荷载作用下框架结构的安全优化设计

对爆炸荷载作用下考虑材料塑性的钢框架结构的优化设计进行了研究。按照GB50017-2003《钢结构设计规范》建立了数学模型,并给出钢框架结构的算例。结果表明,所提出的理论和计算方法是合理的。     

爆炸荷载作用下钢框架结构的爆破模拟分析

利用ANSYS/LS-DYNA有限元程序研究爆炸荷载作用下钢框架结构的连续性倒塌机理,主要针对3层4跨钢框架和5层4跨钢框架结构进行爆破拆除仿真模拟,根据不同的适用条件,分别针对定向倒塌方案、原地倒塌方案、内向倒塌方案和折叠倒塌方案进行模拟分析。分析结果表明:通过合理设置结构各参数和爆破点位置,可较为准确地模拟钢框架结构的爆破拆除过程,可用于钢结构爆破工程中爆破方案的模拟预测,并根据模拟结果对方案进行优化调整,为实际爆破工程提供技术支持。     

爆炸荷载下钢筋混凝土框架结构连续倒塌分析方法比较

运用显式动力有限元分析软件LS-DYNA建立了一个四层两跨钢筋混凝土框架结构的有限元模型,并对其施加爆炸荷载,在爆炸荷载仅引起结构关键柱失效的情况下,研究了不同比例距离爆炸荷载作用下钢筋混凝土结构的动力响应及倒塌过程;同时采用美国国防部2009年出台的建筑物抗连续倒塌设计规范UFC 4-023-03中推荐使用的替代传力路径法对相同的四层钢筋混凝土框架结构进行了非线性动力连续倒塌分析。通过比较研究上述数值分析结果,揭示了UFC 4-023-03规范推荐使用的替代传力路径分析方法的不足,进而对考虑爆炸荷载作用的结构抗连续倒塌分析设计方法的改进提出了设想。研究结果表明:通过引入爆炸荷载放大系数来考虑爆炸荷载作用的影响具有更广的适用范围。     

爆炸荷载作用下钢框架结构连续倒塌分析

传统数值方法模拟建筑结构在爆炸荷载作用下的结构响应和连续倒塌时,具有计算模型复杂、计算量大的特点,实际应用价值不大。基于将爆炸荷载作用下结构响应分析分两步进行的数值模拟方法,利用非线性显式动力分析软件AUTODYN的Remap技术模拟爆炸波在空气中的传播过程,利用压强测点记录结构构件表面的爆炸压强时程曲线;建立结构精细化有限元模型,并将上一步记录的爆炸压强时程曲线施加于结构构件,利用LS-DYNA显式求解器分析结构在爆炸荷载作用下的动态响应和倒塌过程。将该方法应用于某钢框架结构在爆炸荷载作用下的动态响应和连续倒塌分析。结果表明：钢框架结构具有较好的抗爆性能,在发生1000kg TNT当量及以下规模的室外爆炸时,主体结构能够保证安全;在发生1500kgTNT当量及以上大规模爆炸时,发生次梁塌落等局部破坏,亦可能发生结构连续倒塌。     

爆炸荷载作用下双线隧道的动力响应分析

为研究单侧隧道内爆炸荷载作用下双线隧道的动力响应,文中先是进行了自由大气中爆炸过程的数值模拟来计算起爆阶段爆炸冲击波在空气中的传播,然后采用映射的方法将冲击波即将达到左侧隧道衬砌结构的计算结果映射至炸药-空气-双线隧道衬砌-围岩与土体的二维耦合体系模型中继续计算,其结论可为相关数值模拟研究提供参考依据。     

双向爆炸震动作用下框架结构的数值模拟分析

文章通过ANSYS有限元分析软件,建立一典型四层钢筋混凝土框架结构模型,应用时程分析法分别计算了不同震动作用下结构的动力响应,并将不同激励下结构的加速度、内力及侧向位移进行对比分析。结果表明,水平爆炸震动作用下结构以剪切型响应为主,且双向激励下结构的动力响应要比单向震动激励作用剧烈,动力响应的大小与结构形式及激励的方向有关。     

爆炸荷载作用下地下锚喷支护结构动力响应数值分析

为了研究常规钻地炸弹在岩石中爆炸时对地下支护结构的影响,应用LS-DYNA有限元程序分析了地下防护工程锚喷支护结构在爆炸荷载作用下的动力响应.模型中考虑了锚杆对岩石的锚固作用,其中混凝土采用H-J-C模型,并考虑了应变率效应.与国内外经验公式的计算结果比较表明,该分析模型与方法是合理的,能据此进行爆炸荷载作用下地下结构的动力可靠性分析.     

在偶然荷载作用下框架结构的多目标优化设计

根据现行的混凝土结构设计规范和实际受力状态建立数学模型，以结构的造价最小、应变能最大两个相互矛盾的函数为多目标函数，考虑强度、刚度、挠度等为约束条件，对偶然荷载作用下的框架结构进行了优化，使结构的可靠性和经济性达到统一。     

爆炸荷载作用下夹芯板的动力响应研究

为了得到夹芯板在爆炸荷载下的动力响应,采用试验、能量法和有限元分析方法对其进行研究.首先,介绍一种可用于夹芯板抗爆性能研究的试验系统装置及其试验结果;其次,将夹芯板的变形过程分为3个阶段,假定夹芯板通过芯材的压缩变形、面板的拉伸和弯曲消耗爆炸荷载作用到夹芯板上的能量,通过能量平衡方程得到夹芯板的变形量;最后,采用有限元...     

爆炸荷载作用下钢框架节点的动力响应分析

利用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对钢框架焊接节点在爆炸荷载作用下的动力响应进行了数值模拟,通过分析节点区位移时程曲线,得出节点在不同爆炸荷载作用下的动力响应特性,指出在爆炸荷载作用下,框架节点端部位移快速达到最大值,而后振动恢复至平衡位置,爆炸峰值压力越大,节点区梁柱最大位移和残余位移越大。     

冲击荷载下浅埋框架结构上的动载计算分析

城市化建设不断加快,爆破拆除引起的建(构)筑物塌落冲击效应,对浅层地下结构安全影响已成为关系到城市可持续发展的重大问题。基于强夯动应力理论,提出了建筑物塌落冲击自由场动应力计算模型,并与试验结果进行对比验证,表明模型计算结果最大误差在8%左右,而且能较好地表示动应力随深度的衰减规律。基于该模型并考虑土与结构的相互作用,推导了地表冲击下浅埋框架结构上动载的计算公式,并分析了结构柔度对刚性地基上浅埋结构动载的影响。分析结果表明,适当增加地下结构的柔度可降低结构所受到的动力荷载。     

考虑楼梯影响的框架结构地震响应分析

汶川地震震害表明,楼梯间是结构的易损部位,新版抗震规范中强调了楼梯对于结构的重要性。为了分析楼梯对框架结构抗震性能的影响,应用SAP2000软件通过对比有无楼梯参与整体结构计算分析,得到了楼梯对整体结构自振特性、结构整体反应、多遇地震下梯板及其周边构件受力的影响以及罕遇地震下结构塑性铰的分布。结果表明,楼梯的存在改变了结构振型的出现顺序,使结构的扭转效应增强;楼梯间周围构件有楼梯参与计算后受力变化较大;地震作用下,梯板承受较大的轴力和剪力,应该按照拉(压)弯构件进行设计;罕遇地震下,有楼梯模型结构的塑性铰数量要明显多于无楼梯模型。因此,对于框架结构的设计有必要考虑楼梯的影响。     

半刚性连接框架结构的动力响应分析

半刚性连接框架结构的动力性能和刚性连接框架结构不同.本文采用有限元分析软件ANSYS建立了刚接、半刚接和铰接三种连接形式的10层框架有限元模型,分析了三种连接形式框架的自振周期和在设计反应谱下的层间位移和变形曲线,并对框架结构在两种不同地震动激励下的响应进行分析,得出结论:半刚性连接使结构低阶振型的自振周期显著增加,而对高阶振型的自振周期影响很小,可以忽略;在地震区采用刚接框架结构并不一定是最好的选择.最后给出了半刚性连接框架结构抗震设计的建议.     

海洋环境荷载下半潜式平台上承房屋钢框架结构的动力响应特征

以1 000 m深海半潜式平台上承房屋钢框架结构为研究对象,首先采用有限元方法模拟了3层、6层、9层3种高度的上承结构在100年一遇极端海洋环境荷载作用下的动力时程响应,获得较适宜的推荐高度;然后对推荐高度结构分别进行陆地地震作用及海洋环境荷载作用下的动力时程响应有限元模拟,并将两种支承条件与作用方式下房屋钢框架结构的动力时程响应结果进行对比。结果表明：海洋环境荷载作用下,3层和6层结构的动力响应水平都相对较小且差距不大,而9层结构的动力响应水平因海风及结构倾斜影响过大而比6层结构的有显著增大,据此选定6层高度作为较适宜的推荐高度;6层房屋钢框架结构在平台支承4个月一遇海况下与在陆地支承8度多遇地震下的动力响应水平总体基本相当,但与陆地支承8度罕遇地震动力响应水平相比,即使是100年一遇的极端海洋环境荷载作用,其动力响应水平总体上也明显小于前者;研究成果可为海洋平台上承结构物的设计提供参考。     

武汉某超高层建筑静动力风荷载分析

以武汉一幢超高层钢筋混凝土剪力墙结构为研究对象,利用SAP2000结构分析软件,建立该结构的分析模型,分析了结构的动力特性以及结构在设计风荷载作用下的反应,并根据随机振动理论分析结构的风振响应。     

层间隔震框架结构地震反应动力分析

地震给人们带来的生命安全以及财产的损失是不可估量的。想要减少这种损失,需要发展抗震结构的建筑,减地震发生时带来的损失。而层间隔震框架结构就是最新发展起来的一种隔震结构。它和普通的抗震结构比起来减震性能比较好,有着较大的优越性。本文通过建立模型,利用ANSYS建立起普通的抗震结构以及层间隔离结构然后进行动力特性以及地震相应的分析,通过比较了解层间隔震框架结构相对于普通隔震体系的优异性。     

求解刚架系统的地震作用动力响应的自由拘束模态综合法

利用自由拘束模态综合技术，计算了空间刚架系统的动特性，及在地震荷载作用下的动力响应，所得结果准确可靠，对工程实际结构的动力计算具有重要的意义．     

地裂缝场地地震及不均匀沉降双重作用下的框架结构动力响应

以西安地铁二号线沿线近f₆地裂缝处框架结构为原型,基于地裂缝场地50年沉降预测情况,采用ABAQUS有限元软件建立地裂缝场地和上部结构共同作用模型,在不同年限场地沉降基础上施加El Centro波、Tangshan波及上海人工波3种地震波,研究地裂缝场地地表峰值加速度变化规律,对比分析地震及不均匀沉降双重作用下框架结构的层间剪力、层间位移角变化情况。结果表明:下盘场地地表加速度峰值在土体沉降前后随避让距离未出现明显变化,上盘场地地表加速度峰值出现较为明显的减小; 3种地震波作用下沉降前后框架结构的剪力时程曲线基本一致,正负向剪力峰值出现的时刻也近似吻合; 上下盘结构层间位移角变化规律相似,均随避让距离的增大而减小,距地裂缝越近,结构破坏越严重; 下盘结构最大层间位移角受不均匀沉降影响较小,最大变化幅度不足14%,上盘结构受影响较大,最大变化幅度超过50%,其中上海人工波作用下变化幅度最大,为73%,Tangshan波次之,为70%,El Centro波最小,为63%; 对于考虑不均匀沉降的地裂缝场地,框架结构抗震设计时应对水平地震影响系数最大值α_max进行调整,以确保结构的抗震安全性。     

不规则混凝土框架结构厂房大震下弹塑性静力和动力分析

运用PKPM-SATWE软件中的EPDA和Pushover两种方法,对某不规则混凝土多层框架结构厂房进行了罕遇地震作用下的弹塑性动力和静力分析,得出了该结构在大震下的内力变化和变形规律,分析了结构的基本动力特性,找出了结构的薄弱部位。通过对这类不规则结构抗震设计特殊性的讨论,为做好类似结构的设计提出建议。