冷弯型钢骨架带交叉支撑墙体抗剪性能计算方法

进行了2块双面无板带交叉扁钢拉条支撑的冷弯型钢骨架墙体足尺试件(宽2.4m,高3m)抗剪试验。利用提出的墙体抗侧移刚度简化计算模型推导了墙体抗侧移刚度理论计算公式,并结合试验数据和有限元分析结果,得到墙体抗侧移刚度实用计算公式,公式计算结果与试验、有限元分析结果吻合较好;通过对墙体在水平力作用下的各种可能破坏模式的研究,提出了相应的墙体最大抗剪承载力计算模型,并结合试验和有限元结果,得到了墙体最大抗剪承载力实用计算公式,公式计算结果同试验、有限元分析结果比较一致。     

两边连接屈曲约束钢板墙的承载力和刚度计算

在屈曲约束钢板墙受力机理研究的基础上,利用理论分析方法对两边连接屈曲约束钢板墙的屈服承载力和初始刚度进行了研究,提出了屈服承载力和初始刚度的计算公式,分析得到了钢板墙横截面剪应力不均匀分布系数的变化范围并给出了建议计算公式和取值。利用建议计算公式对不同高度和不同宽度的两边连接屈曲约束钢板墙进行了计算分析,并与有限元方法和已有公式的计算结果进行了对比验证。对比表明本文建议计算公式相比其他公式形式简单,计算方便,具有更高的精度。     

冷弯型钢梁柱斜节点初始刚度研究北大核心CSCD

冷弯型钢梁柱节点刚度对结构承载力影响较大,因此对冷弯型钢梁柱斜节点进行研究。基于欧洲规范组件法计算冷弯型钢梁柱斜节点初始刚度,根据已有试验得到的梁柱斜节点变形特征和破坏模式分别进行理论和有限元分析,提出冷弯型钢梁柱斜节点的计算模型,推导节点初始刚度的理论计算公式。结果表明:试验结果与理论计算结果的平均误差为3.6%,说明公式比较可靠。此外,对冷弯型钢梁柱L形节点进行拓展分析,发现计算公式同样具有适用性。     

木 - 混凝土组合梁弹性抗弯承载力研究

为了研究相对滑移对木-混凝土组合梁弹性抗弯承载力的影响,结合对木-混凝土组合梁的梁截面受力特点的分析,建立了木-混凝土组合梁弹性抗弯承载力计算模型,提出了考虑滑移后组合梁简化弹性抗弯承载力公式,使组合梁承载力公式得到优化。同时为验证公式正确性,利用Ansys有限元分析软件进行有限元分析。通过有限元分析与理论公式进行比较,结果表明:理论推导公式与有限元分析吻合良好,可以适用于木-混凝土组合梁弹性抗弯承载力计算。     

开缝钢板剪力墙的理论分析与数值模拟

开缝钢板剪力墙是一种新型的抗侧力构件,具有良好的延性和稳定的滞回性能,本文在理论分析的基础上,对开缝钢板剪力墙初始弹性刚度以及极限承载力估算公式进行了修正,利用公式对不同尺寸、开缝形式的开缝钢板墙进行了计算,并进行了非线性有限元分析。与试验结果对比表明,修正后的理论公式和有限元分析能够较好预估面外变形较小的墙板的性能,对墙板的极限承载力的估计值也能与试验值较好吻合,有限元结果很大程度上高估墙板的初始刚度。本文的分析和结论为开缝钢板剪力墙的数值模拟与手算复核提供了建议和依据。     

L形方钢管混凝土组合异形短柱的轴压强度研究

在分析L形方钢管混凝土组合异形柱特点的基础上,通过理论计算、有限元分析和轴压试验,对L形组合短柱的计算方法和轴压极限承载力进行研究。按照单肢高宽比等于4的原则,设计制作了L形组合短柱试件,计算采用叠加理论公式,得到试件的轴压极限承载力为3 720 kN;有限元分析采用壳单元、实体单元和接触单元,得到试件的轴压极限承载力为3 518 kN;轴压试验得到试件极限承载力为3 975 kN。分析结果可知,理论计算、有限元分析和轴压试验三者结果吻合,得到了L形组合短柱的轴压极限承载能力,并验证了采用叠加理论计算L形组合短柱轴压极限承载力的可行性。     

内压作用周向腐蚀管道极限承载力研究

基于Tresca、Mises、ASSY、TS4种屈服准则对完美管道在内压作用下的极限承载力进行推导,得到了完美管道的内压极限承载力理论公式;随后针对内压作用下的周向腐蚀海底管道运用ABAQUS有限元软件进行数值模拟研究,模拟中考虑了材料非线性和几何非线性,并采用0.9倍管材极限抗拉强度作为失效准则,得到周向腐蚀海底管道有限元模拟结果;最后对比采用理论公式与数值模拟结果,可以得出以下结论：当周向腐蚀长度l/√Dt＜ 12时,数值模拟结果均大于基于ASSY屈服准则进行理论推导得到的公式计算值,当l/Dt≥12时,数值模拟结果与基于ASSY屈服准则进行理论推导得到的公式计算值相当吻合,因此工程中可以采用基于ASSY屈服准则的完美管道理论公式对周向腐蚀管道的极限内压承载力进行预测且结果偏于安全.     

Ⅰ形大高宽比屈曲约束钢板剪力墙的试验和理论研究

屈曲约束钢板剪力墙具有刚度大、抗震性能好、适用范围广的优点,大高宽比屈曲约束剪力墙可用于钢结构住宅等剪力墙尺寸受限制的建筑中。提出一种新型大高宽比屈曲约束钢板剪力墙,并对4组这种屈曲约束钢板剪力墙的缩尺模型进行单调加载和循环加载试验,并与一组纯钢板剪力墙进行对比。试验结果证明,预制混凝土板可以有效地对钢板平面外屈曲进行约束,从而大大提高钢板剪力墙的承载力和耗能性能。还通过理论研究,得到这种屈曲约束钢板剪力墙初始刚度和屈服承载力的理论公式。通过试验结果、理论公式以及有限元分析结果的对比,验证理论公式的正确性。     

钢管叠层黏弹性阻尼器设计方法

钢管叠层黏弹性阻尼器是由钢管和叠层黏弹性体等组成。为建立钢管叠层黏弹性阻尼器设计方法，将钢管叠层黏弹性阻尼器力学模型等效为叠层黏弹性体的线性模型和钢管的双线性模型叠加，通过虚功原理推导出钢管叠层黏弹性阻尼器初始刚度计算公式；由von Mises屈服准则推导出钢管叠层黏弹性阻尼器屈服承载力计算公式，在此基础上推导出屈服位移和极限承载力计算公式，给出钢管叠层黏弹性阻尼器的设计流程。采用有限元分析软件对4个钢管叠层黏弹性阻尼器进行模拟分析，并与理论计算结果对比，验证了理论计算公式与设计流程的合理性。研究结果表明：钢管叠层黏弹性阻尼器等效计算模型合理可靠；初始刚度、屈服力、屈服位移和极限承载力的理论公式计算结果与有限元模拟结果吻合较好，且理论公式计算结果偏于安全；给出的设计流程简单可行，可用于钢管叠层黏弹性阻尼器的设计与加工制造。     

半刚接钢框架柱稳定承载力研究

通过引入线刚度修正系数来考虑连接的非线性,采用变刚度螺旋弹簧单元模拟半刚性节点的特性,给出了考虑连接节点刚度影响的无侧移、有侧移钢框架柱的计算长度系数公式,讨论了半刚性连接对框架稳定承载力的影响。研究结果表明:节点刚度对纯框架柱计算长度系数有显著的影响。在无侧移情况下,有限元分析结果与理论计算值吻合较好;在有侧移情况下,节点连接的有效刚度与作用在框架梁上的荷载大小及形式等有关,准确确定有效刚度比较复杂,理论计算与有限元分析结果相差较大,理论解偏于保守。