边界条件对平板网架结构抗火性能的影响

在正放四角锥网架结构抗火性能研究的基础上,进一步分析了两向正交正放网架、斜放四角锥网架和正放抽空四角锥网架在大空间建筑火灾中的热力耦合反应。基于有限元程序ANSYS建立了网架结构上弦压杆应力比一致的结构分析模型,按温度增量加载的方法,对不同支座布置、温度场及荷载条件下的网架结构全过程反应进行了分析。结果表明,温度场非均匀性是导致网架结构杆件相互约束的主要因素,随着温度场非均匀性系数η的减小,各型网架结构的临界温度呈下降的趋势;在相同的温度场和支座布置条件下,随着荷载比的减小各型网架结构临界温度呈升高趋势;根据不同类型网架的传力特点,释放网架结构在主要传力方向的约束,可以提高网架结构的抗火承载力。上述边界条件对网架结构抗火性能的影响规律,为确定网架结构抗火性能关键参数分析方案提供了理论依据。     

杆件腐蚀失效对网架性能影响的模拟分析

网架结构的服役环境往往是高腐蚀性环境,这就使结构的构件极易发生腐蚀,会显著降低结构安全度,甚至破坏,所以对网架进行腐蚀过程的预测至关重要。本文使用有限元软件ANSYS中的APDL命令,根据网架设计规范编写程序设计某小型网架,使建立的网架模型具有普遍的代表性,选择网架服役地区为海南万宁市,确定其腐蚀模型。然后对结构进行随时间变化的腐蚀模拟研究,得到杆件在逐渐腐蚀过程中对结构稳定性影响的一些规律,为考虑腐蚀时网架的设计与使用维护提供一些参考意见,并选取某一工程实例进行分析,验证了所得规律的正确性。     

火灾均匀温度场中正放四角锥网架结构临界温度研究

随着温度的升高,钢材的力学性能将会发生较大的变化。钢结构在均匀温度场达到承载能力极限状态时的临界温度是钢结构抗火性能的重要特征,而网架结构的临界温度主要受网架的几何特征、荷载比、构件稳定应力的影响。本文通过对不同参数条件下正放四角锥网架结构在均匀温度场中结构反应全过程分析,得到不同参数条件下正放四角锥网架结构的临界温度,为大空间建筑网架结构抗火设计实用方法提供理论依据。     

钢网架结构的抗火性能研究分析

以钢网架结构为研究对象,系统地分析了钢网架结构的抗火性能及其影响因素。     

正放四角锥网架结构的抗火性能分析

基于一正放四角锥网架结构算例,通过对其多火源位置的计算分析表明,杆件通常会在几个时间段内失效,而其余时间段网架则出现暂时的稳定平衡状态,通常都是连续几个荷载步都出现杆件的集体失效,其中以开始阶段的失效最为明显,网架结构的中心部位为抗火的薄弱环节,首批失效的杆件大部分集中在中央上弦.     

网架结构杆件置换装置的设计

空间网架及网壳结构具有的美观性、可靠性、安全性和经济性已被世人所公认.在广泛应用和迅猛发展的同时,网架结构事故也时有发生.通过对网架结构事故的原因分析,对损坏程度不同的网架,通常分别采取拆除重建、局部加固、节点加固、托件加固等不同措施来处理.结合现有文献资料,设计出一种针对网架结构杆件加固的置换装置,并对此进行了分析研究.     

大空间钢网架结构的性能化抗火分析

大空间钢网架结构常被用于人员密集场所的建筑屋盖.运用FDS火灾模拟软件对某工业厂房进行了火灾模拟,得到火灾发生发展的时间-温度曲线.运用ANSYS有限元软件对网架结构在不同位置发生的火灾进行了热-力耦合的位移和内力分析,为该类型结构的抗火设计和灭火救援提供一定的参考依据.     

空间网架结构抗火性能模拟分析

基于试验的结构抗火研究仅适用于中小型构件,对于大型空间结构采用试验的方法是不现实的。大型空间结构的热-力耦合分析是一种有效的性能化抗火分析方法。以某实际工程网架结构为依托,通过利用FDS火灾模拟计算软件分析网架空间位置的温度-时间曲线,考虑防火涂料对钢材实际受热温度的影响。并采用ABAQUS有限元软件,分析在热-力耦合作用下网架结构的力学性能。通过对网架结构在常温和高温时内力和位移参数的对比分析研究,并结合高温下整体结构承载能力的评估方法,对过火结构的损伤做出判定,计算结果与过火结构现场检验吻合较好。     

影响混凝土结构抗火性能的参数仿真分析

应用相关试验结果和计算结果对截面尺寸、截面形式、钢筋保护层厚度、配筋率、钢筋品种、荷载水平、预应力度、边界条件等参数对混凝土结构抗火性能的影响进行了分析,协助广大结构工程师领会混凝土结构抗火性能。     

考虑杆件失稳的半刚接网架稳定性研究

在传统的网架结构设计与分析中,常假定杆件之间的节点为理想刚接或铰接,而实际网架中的节点属于半刚性节点.为了理清节点弯曲刚度对网架稳定性能的影响,提出了一种含有杆件初弯曲的半刚接力学模型,针对具有不同节点弯曲刚度的网架开展了大量的双重非线性分析,探讨了杆件失稳与网架整体失稳之间的内在关系.主要得出如下结论:提出的力学模型可方便有效地考虑网架中的杆件失稳、节点刚度及杆件初弯曲问题;对于具有杆件初弯曲的网架而言,当正则化弯曲刚度κ_b大于3.0时,网架的极限荷载基本接近;当κ_b小于1.5～2.0后,极限荷载明显降低.提高节点的弯曲刚度可有效提高网架的稳定承载能力;杆件初弯曲对网架的稳定承载能力有一定影响,随着κ_b的减小,具有初弯曲杆件的半刚接网架的极限荷载下降量逐渐增大;杆件初弯曲的分布形式不同,网架的失效模式不同.同时失稳杆件的位置具有一定的规律,即失稳杆件集中分布在某一列或某两列的纵向或横向网格内;杆件初弯曲的存在会加剧P-Δ效应,使得部分压杆提前丧失稳定;提出的能考虑杆件失稳的半刚接网架力学模型可推广至双层球面与双层柱面网壳等其他类型的空间网格结构.     

居住区路径空间营造的思考

城市居住区的路径空间因充斥着交互活动的一切可能，具备了潜在的“离散拓扑”的结构关系，对其从历史以及空间的维度上进行比较研究，可以探寻一条有机的城市外部空间设计思考道路。     

简支钢梁抗火设计的优化分析

本文基于“双重优化设计”概念给出了简支钢梁抗火优化设计方案,利用有限元软件ANSYS对简支钢梁分别在常温条件下和一定临界温度条件下进行了截面尺寸优化设计和抗火保护优化设计。通过计算,得到了高温下简支钢梁的抗火优化设计结果随温度变化的规律,并给出了选取较优设计方案的建议。分析结果表明,利用本文给出的优化方案可以得到安全、经济、可靠的设计结果,能够节省钢材用量和防火保护材料的用量。     

Inelastic postbuckling response of steel trusses under thermal loadings

The paper presents a finite element procedure for the inelastic postbuckling analysis of steel trusses under thermal loadings. First, the force-displacement relation in total form is derived. Then an element is formulated to simulate the inelastic nonlinear behavior of truss members under thermal loadings. The actions due to restraint against elongation and material softening are referred to as thermal loads and reduced member loads, respectively. To account for the material softening at elevated temperatures, the EC3 reduction factors are adopted. The trusses are assumed to be either under constant temperature but increasing loads, or under constant loads but rising temperature. The generalized displacement control (GDC) method is modified to solve for the postbuckling paths of the trusses. The results indicate that the critical load (or temperature) of a truss decreases drastically as the preheating (or preload) increases, and that a truss shows a breaking strength much smaller than the elastic critical load, if the effect of yielding is taken into account. From the design point, the overall capacity of an elastic truss can be well represented by the critical load-temperature curve.     

混凝土结构抗火理论研究述评

在查阅和分析国内外大量相关文献的基础上。本文首先阐述了钢筋混凝土材料热力学性能、热传导方程及分析工具等理论基础，然后对国内外钢筋混凝土构件和结构在高温下的温度场计算、承栽力与变形计算以及耐火极限分析的理论研究方法与研究成果进行了归纳，指出了理论计算的计算机仿真技术化趋势，并对一些尚待解决的问题提出了建议，如加强混凝土缺陷、水分迁移与尺寸变化等影响因素的研究以及完善火灾全过程分析方法。     

基于零厚度黏聚力单元节理面剪切破坏机理宏细观研究

为了探究不同粗糙度节理岩体剪切过程及破坏类型,利用ABAQUS有限元分析软件,采用全局嵌入零厚度黏聚力单元的方法模拟带节理岩体压剪过程。通过室内压剪试验和数值模拟结果对比确定所建立模型的正确性,从宏细观角度分析节理岩体剪切破坏行为。研究结果表明：采取全局嵌入零厚度黏聚力单元模拟节理岩体压剪过程的方法相对准确,能真实反映节理面细观破坏过程;不同粗糙度节理试样在恒定法向荷载下的剪切峰值强度随着粗糙度增加而递增;节理岩体的剪切过程大致可以分为4个阶段,线弹性强化阶段、带裂纹强化阶段、塑性软化阶段和残余强度阶段;不同粗糙度节理岩体在剪切过程中破坏类型不同,在恒定法向荷载下岩体剪切破坏大致可以分为3种形式,分别是滑移破坏,岩体局部剪断破坏和切齿破坏。     

墙体在建筑空间中的作用

结合建筑设计实践，详细介绍了墙体在建筑空间中的各种要素及应用案例，探讨了墙体在建筑空间中的作用，以期为建筑设计师在工作中起到一定的参考作用。     

三面受火钢柱抗火临界温度的数值模拟分析

应用ANSYS软件计算了钢柱在标准的升温模式下的温度场,分析了在三面受火作用下钢柱截面的温度变化情况,然后利用ANSYS的耦合分析,将温度场导入结构分析中,进一步分析研究了在火灾下的钢柱截面温度分布对钢柱耐火临界温度的影响。     

采用空间梁单元计算T梁荷载横向分布

采用大型有限元软件MIDAS的空间梁单元建立简支T梁的空间模型实例,并按单位力在跨中横向加载,计算出各片梁的弯矩和挠度,由此计算各片主梁的荷载横向分布系数,并与比拟正交异性板法的计算结果对比得出其结果基本接近的结论,可以为工程计算所参考。