核电站用钢板混凝土组合结构单元的等效刚度研究

钢板混凝土组合结构(SCS组合结构)是核电用屏蔽厂房的壳体结构的主要形式,具有良好的力学性能和快速施工的特点。对承受平面内双向荷载作用的钢板混凝土组合结构的单元等效刚度进行研究,根据钢板和混凝土的本构关系,将钢板与混凝土组成的复合材料等效为各向同性线弹性材料,利用SCS单元的平面内双向试验标定材料的刚度系数,建立钢板混凝土单元的等效刚度模型。该模型以单元在单轴受拉、面内纯剪和单轴受压的等效弹性参数为基准,对单元主内力空间的不同区域分别赋予不同的等效刚度,以体现加载路径和内力状态对单元刚度的影响。通过与2片钢板混凝土组合墙的试验结果进行计算对比,提出的等效刚度模型能够比较准确地计算钢板混凝土组合墙的荷载-位移响应。     

装配式轻型钢管混凝土框架-不同构造内藏钢板组合墙结构抗震试验

为提高村镇住宅的抗震性能,提出了一种装配式轻型钢管混凝土框架-内藏钢板组合墙结构。该结构由轻型钢管混凝土框架和内藏钢板组合墙组成。为研究不同构造内藏钢板组合墙对该结构抗震性能的影响,进行了4个足尺试件的低周反复荷载试验,比较了试件破坏特征、承载力、滞回性能、刚度退化、耗能能力等。采用“混合拉-压杆模型”对内藏钢板组合墙进行简化,并基于OpenSEES软件对轻型钢管混凝土框架-内藏钢板组合墙结构进行推覆模拟。研究表明：内藏钢板组合墙可显著提高钢管混凝土框架的承载力;钢筋暗支撑提高了内藏钢板组合墙的承载力,减缓了刚度退化并增加了耗能能力;“混合拉-压杆模型”较好地考虑了内藏钢板混凝土组合墙的受力特性,计算结果与试验结果吻合较好,可用于此类组合墙受力分析。     

单调荷载下带拉条钢板-型钢约束混凝土组合剪力墙力学性能分析

文章在已有相关试验和理论研究基础上,提出一种新型带拉条的钢板-型钢约束混凝土组合剪力墙,采用ABAQUS有限元软件建立了带拉条钢板-型钢约束混凝土组合剪力墙的非线性有限元模型,研究了该形式剪力墙的受力性能,分析了剪跨比、轴压比、混凝土强度等参数对剪力墙力学性能的影响。     

压型钢板组合楼盖受力分析及工程应用

压型钢板-混凝土组合结构在工程应用中,通常组合楼盖仅考虑单向受力,本文将压型钢板等价为正交各向异性平板,利用ANSYS中SHELL91单元建立组合板分层壳有限元模型,考虑压型钢板组合楼盖双向受力性能,通过在压型钢板垂直肋上翼缘贯通焊接剪力筋,增强垂直肋方向抗弯性能,利用有限元模型讨论不同约束及跨度比双向组合板弯曲性能。     

栓钉连接双钢板-混凝土组合剪力墙抗剪性能数值分析（英文）

双钢板-混凝土组合剪力墙结构是一种新型高层建筑抗侧力构件,具有良好的应用价值和发展前景。根据其他学者的试验结果,结合相关文献中连接件的剪切滑移公式,拟合得出抗剪栓钉的剪力-滑移关系,并通过有限元软件ANSYS建立了双钢板-混凝土组合剪力墙的有限元模型。以分析组合剪力墙的剪切性能为目的,采用相关假定简化模型并与已有试验结果对比,验证有限元模型的合理性。采用验证过的有限元模型进一步对双钢板-混凝土组合剪力墙的抗剪性能进行非线性分析,研究抗剪栓钉间距、钢板厚度、混凝土板厚度、混凝土强度等级及组合剪力墙跨高比等主要参数的影响。数值结果表明,钢板、混凝土板厚度以及混凝土强度对双钢板-混凝土组合剪力墙的抗剪承载力的影响最显著,而栓钉间距会影响组合剪力墙的受剪破坏模式。     

压型钢板-砼组合楼板火灾下温度场的数值分析

要研究压型钢板-混凝土组合楼板的抗火性能,首先要研究压型钢板-混凝土组合楼板的温度场.根据传热学中的基本原理,用有限元方法,对火灾下压型钢板-混凝土组合楼板温度场的计算方法进行了研究,并编制了计算程序.与实际试验结果对比,发现该方法精度较好.     

内置钢板-混凝土剪力墙抗剪承载能力模拟研究

内置钢板-混凝土组合剪力墙在钢筋混凝土剪力墙截面中配置钢板,充分发挥了钢筋混凝土和钢板的作用,其抗弯、抗剪性能有了明显提高。本文通过ABAQUS有限元软件建立组合墙体的精细化模型进行数值分析,并将模拟结果与试验结果进行对比,验证模型的正确性。随后通过36组模型研究了钢板厚度、混凝土强度和轴压比对组合墙体抗剪承载力的影响。最后结合中国、美国和日本的相关结构设计规范,对内置钢板-混凝土剪力墙的斜截面受剪承载力计算公式提出修改建议。     

基于分层壳单元的钢管-双钢板混凝土组合剪力墙弹塑性有限元分析

钢管-双钢板混凝土组合剪力墙是将钢管混凝土剪力墙与钢板混凝土剪力墙结合的一种新型抗侧力构件。基于分层壳单元,采用有限元软件MSC Marc建立6片钢管混凝土剪力墙模型。通过钢筋应力与混凝土应变云图揭示钢管混凝土剪力墙在荷载作用下的微观受力状态;通过基底剪力-顶点位移曲线分析钢管混凝土剪力墙的承载力、延性及耗能能力。结果表明:钢管混凝土剪力墙有限元计算结果与试验结果吻合良好。在钢管混凝土剪力墙模型基础上,又建立3片钢管-双钢板混凝土组合剪力墙模型对其进行分析,结果表明:基于空间分层壳单元的有限元模型能够有效模拟钢管-双钢板混凝土组合剪力墙的非线性性能,在剪力墙结构地震下弹塑性分析方面具有一定参考意义。     

采用增强槽钢连接件的双钢板-混凝土组合梁受弯性能研究

为了解决常规双钢板-混凝土组合结构整体性不足的问题,提出了一种采用增强槽钢连接件的双钢板-混凝土组合结构。为研究该组合结构受弯性能,对6根采用增强槽钢剪力连接件的双钢板-混凝土组合梁开展四点弯曲试验。研究参数为核心混凝土种类(超高性能混凝土及普通混凝土)、剪跨比、钢板厚度及连接件间距。试验结果表明：合理控制距厚比和剪跨比,试件将呈现弯曲破坏形式,并展现出良好的延性,增加钢板厚度和核心混凝土强度,截面受弯承载力得到提升。提出了该双钢板-混凝土组合梁受弯承载力理论分析模型,与试验结果比较表明,该理论分析模型能较好计算该组合梁承载力。同时,基于ABAQUS软件建立采用增强槽钢连接件双钢板-混凝土组合梁精细化有限元分析模型,与试验结果验证表明,该分析模型能精确模拟组合梁受力性能,可为该种组合结构的设计与应用提供基础。     

新型装配式钢板组合剪力墙轴压受力性能分析

新型钢板组合剪力墙是装配式构件中的一种新型抗侧力构件,为了研究该新型结构构件的设计参数对承载力的影响,采用大型有限元软件ABAQUS建立钢板组合剪力墙的有限元模型进行模拟分析,模型中混凝土和钢板均采用实体模型模拟,考虑了材料非线性。研究了钢板组合剪力墙的轴压受力机理,模拟了组合剪力墙的轴压性能,分析不同设计参数包括隔板横向间距、钢板厚度、墙体宽度、混凝土强度等级对试件承载力的影响。分析结果表明:所建立的有限元模型能较好地模拟组合墙的轴压性能,钢板厚度、墙体宽度和混凝土等级对承载力影响较为明显,均与试件的承载力呈线性关系,适中的隔板横向间距能保证该新型组合剪力墙具有最大的承载能力。     

钢筋混凝土有限元分析模型的对比分析研究

针对现有的钢筋混凝土有限元分析模型,列出了其近年来在分析钢筋混凝土性能方面的应用.基于三种有限元分析模型,运用ANSYS软件对钢筋混凝土悬臂梁进行模拟.对比分析了三种钢筋混凝土有限元分析模型的模拟结果,并探讨单元划分对模拟结果的影响.     

双筒剪力墙结构动态特性分析

某电信枢纽工程主体建筑为双筒剪力墙高层建筑，根据结构特点，采用有限元法对该结构进行有限元离散，框架中的梁，柱采用空间梁单元模拟，筒体，剪力墙，楼板和屋盖采用薄板单元进行离散，探讨了整体结构动力分析模型和按对称和反对称边界条件取一半结构进行动态特性计算的差异，并与结构设计软件TBSA的计算结果进行了对比，得出一些有益的结论，可供该类型结构抗震设计与动力计算参考。     

塔式起重机结构有限元分析技术研究

以某平头塔式起重机为研究对象，对其进行结构有限元分析，分别采用杆单元和梁单元构建模型，对比分析两种方案的优劣，得出塔机腹杆宜选用杆单元、弦杆选用梁单元建模的结论。依此方案建立塔式起重机有限元模型并进行应力分析，利用ANSYS的列表功能将应力数据提取后，导入EXCEL软件对塔机杆件的稳定性进行自动计算，使计算效率得到提高，为进一步完善塔式起重机有限元分析的理论提供参考。     

考虑圣维南翘曲变形的初始扭转薄壁梁单元刚度矩阵

基于传统薄壁直梁力学模型,对初始扭转薄壁梁有限元数值模型进行系统的分析与研究。首先基于初始扭转梁的几何变形微分关系,导出初始扭转薄壁梁圣维南翘曲应变。根据传统薄壁直梁有限元力学模型,考虑初始扭转梁圣维南翘曲变形,建立其有限元单元刚度矩阵。最后,通过椭圆截面初始扭转梁算例,并与ANSYS三维实体有限元分析结果进行对比分析,表明建立的考虑圣维南翘曲变形的初始扭转薄壁梁单元刚度矩阵具有良好的精度。     

通过有限元法计算受压构件的纯畸变弹性屈曲荷载

基于有限元法,提出一个分析方法,可以计算纯畸变弹性屈曲荷载。计算中采用的有限元模型为非耦合屈曲变形模式。具体方法分为2步:第1步,采用一般梁理论(GBT)分析构件横截面,在此可以给有限元模型施加约束条件;第2步,对受约束有限元模型进行线性屈曲分析,确定纯畸变荷载。将此法应用于开口薄壁构件和冷弯构件,得到的畸变荷载非常准确,与一般梁理论和约束有限条法(cFSM)计算的荷载值一致。     

全封闭屏蔽门刚架横梁的刚度分析和结构优化

针对全封闭屏蔽门刚架结构中的横梁进行有限元模拟，建立与实际工作状况相对应的多组力学模型，利用有限元软件研究其刚度和强度，并与弹性理论分析结果比较，验证其力学模型的可行性。在此基础上对原横梁结构进行优化设计，并提出切实可行的设计方案，为实际应用提供理论基础。     

Torsion warping transmission at thin-walled frame joints: Kinematics, modelling and structural response

This paper reports on the use of simple kinematic models to simulate the torsion warping restraint and transmission at thin-walled frame joints in the context of beam finite element structural analysis. After reviewing the main concepts involved in the torsional behaviour of thin-walled members, the paper addresses the development of kinematic models aimed at simulating the torsion warping transmission at frame joints connecting two or more non-aligned plain channel (U-section) or I-section members. Finally, numerical results are presented and discussed, in order to illustrate the application and show the capabilities of the above kinematic models, which make it possible to use beam finite element models accounting for the joint torsion warping behaviour. For validation purposes, the beam finite element results obtained are compared with values yielded by rigorous shell finite element analyses.     

钢骨混凝土柱-钢梁组合框架非线性有限元分析

为了对钢骨混凝土组合框架结构的抗震性能进行深入研究,基于钢骨混凝土柱-钢梁组合框架低周反复荷载试验结果,采用OpenSees有限元程序对组合框架进行了非线性有限元分析,计算结果与试验结果吻合较好,表明本文所采用的材料本构关系及有限元分析模型能准确反映组合框架结构的受力性能。在此基础上研究了轴压力系数、混凝土强度等级、含钢率等对钢骨混凝土组合框架抗震性能的影响。     

中承式拱桥动力分析的三维有限单元模型

在分析拱桥结构构造特点的基础上 ,考虑了各种结构参数 (结构及非结构质量的分布和偏心、结构刚度、边界条件等 )对中承式拱桥的自振特性的影响 ,对宽翼T形板构成的桥面采用三种有限单元模型 ,建立了拱桥的空间三维计算模型 ,并将其应用于浙江省某大桥的动力特性的计算[1] 。通过对三种有限元建模方式的计算结果的比较 ,说明改进的鱼骨式单梁法应用于这种宽翼T形板组成的桥面是适用的     

薄壁框架节点中的翘曲扭转传递:运动、建模及结构响应

在梁的有限元分析中,采用简化运动模型模拟翘曲扭转约束及其在框架节点中的传递。简要说明薄壁杆件的扭转性能,建立运动模型,模拟翘曲扭转在2个以上U型或I型杆件交汇的框架节点中的传递。为了说明本模型的应用及有效性,列出数值结果,并进行讨论。将梁元与壳元的有限元结果进行对比,验证了本模型可考虑节点的翘曲扭转性能。