加腋大板结构非线性有限元分析

加腋大板结构在地下室工程中应用较广,但目前有关加腋大板结构的计算分析及其设计方法尚未统一。为深入了解加腋大板结构的受力特性,文中以一个3×3跨加腋大板地下室顶板结构为研究对象,通过有限元软件Midas FEA NX,建立了加腋大板结构的三维实体及钢筋有限元模型,进行了非线性有限元分析。分析结果表明,加腋大板结构为典型的梁、板混合受力模式;加腋大板结构存在一定的拱效应,有利于对其裂缝的控制;加腋大板柱顶区域受力较为集中,设计应予以有效加强,梁端箍筋应力较大,设计时可按梁承担所有剪力考虑。采取有针对性的加强措施后,采用梁板有限元方法进行加腋大板结构的设计是经济合理且安全可靠的,有关计算及设计建议可为同类工程提供参考。     

加腋大板楼盖受力性能研究

介绍了地下室顶板采用加腋大板体系的一般设计方法,详细论述了其设计原理,并通过有限元分析对影响加腋梁板弯矩分布的各参数进行了分析比较,得到了各参数变化对其弯矩的影响趋势,总结出相对合理的截面参数,可为相关建筑结构设计人员提供参考。     

加腋大板的计算分析与经济性研究

本文通过对加腋大板的内力计算分析和经济性研究对比,向大家介绍一种受力合理、经济节约的大跨度楼板结构--加腋大板,为地下室顶板设计提供借鉴。     

波折腹板工形构件截面承载力设计方法

从波折腹板工形构件的受力机理出发,利用有限元软件ANSYS计算了波折腹板工形构件在轴压力作用、弯矩作用和剪力作用下的承载力。通过分析其截面应力分布情况,得出了波折腹板工形构件在轴压力作用和弯矩作用下由翼缘承受绝大部分荷载,在剪力作用下由腹板承受绝大部分荷载的结论,并提出了合理的截面承载力计算模型。所得结论可作为波折腹板工形构件截面承载力计算的依据。     

加腋梁工程特性有限元参数分析

近年来随着加腋梁在工程中应用日趋广泛,对加腋梁的力学性能分析提出了要求。本文采用平面应力单元模拟加腋梁在承受均布荷载作用下的弹性变形和内力,通过60组模型给出了一系列加腋参数下加腋梁对应的内力和弹性变形,并对加腋后梁的弹性受力性能进行分析,给出了仅和加腋高比α、加腋长比β有关的支座弯矩系数、跨中位移系数的取值计算图表。     

混凝土框架梁简支弯矩算法研究

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)第5.2.3条的规定,在竖向荷载作用下,可对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调整,且框架梁跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%。从而高层建筑混凝土结构的框架梁简支弯矩成为截面设计的一项必要参数,由于结构整体计算时框架梁一般为两端刚接,如何计算其简支弯矩是一个值得研究的问题。按照传统方法,该弯矩由结构力学方法计算,忽略其与其他构件的连接关系,依据梁上荷载分布情况,通过简单计算即可获得其弯矩图,导致次梁上的荷载无法传递到框架梁,从而引起计算结果失真。本文提出了一种新的框架梁简支弯矩算法,该方法保持主次梁连接关系不变,采用有限元方法直接进行计算,可准确考虑构件连接关系的影响,确保框架梁简支弯矩的计算符合实际受力情况,并具有较高的计算效率。目前,该方法已集成到北京市建筑设计研究院有限公司自主研发的结构设计软件Paco中,取得了良好的应用效果。     

加腋大板-结构形式分析与研究

结合厦门市爱鹭养老院的工程实例,通过与目前地下室顶板常用的结构形式比较,采用加腋大板的结构形式在结构受力、工程造价、施工难度上都有一定的优势。结构计算可采用盈建科YJK或佳构STRAT对加腋大板进行计算。     

矩形钢管混凝土不等端弯矩偏压柱力学性能研究

通过改变端弯矩比、荷载偏心率等参数,对矩形钢管混凝土不等端弯矩偏压柱的力学性能进行了试验研究,并在此基础上对其受力全过程进行了有限元模拟计算。结果表明,由于构件细长比较小,其最终破坏形态为端部鼓曲破坏;刚度和极限荷载随构件荷载偏心率增大而减小,延展性增加;有限元计算结果与试验结果吻合。     

苏州某纯地下车库顶板结构体系的经济性分析研究

以苏州某纯地下车库为工程背景,分别介绍了加腋大板楼盖、等厚实心大板楼盖、单向布次梁楼盖、双向布次梁楼盖和空心大板楼盖等5种顶板结构体系,并通过盈建科建筑结构软件分别对其进行计算及经济性分析比较,最终选择加腋大板楼盖体系,对同类项目设计具有一定的借鉴价值。     

高层建筑框筒结构单向梁楼盖设计若干问题研究

采用两种有限元模型分析了高层框筒结构中,单向梁楼盖在竖向和水平荷载作用下的内力分布特点。讨论了梁端负钢筋过密的问题,建议仅在梁上部配置70%的计算负筋,其余则配置在梁两侧1.0~1.5倍梁宽范围的板内。分析了在梁端加腋及在筒体周边设加强带对结构受力的影响,认为梁端加腋对减少在竖向荷载作用下主次梁的跨中挠度有一定作用,但梁端负弯矩反而增大。分析和工程实践表明,筒体角部楼盖有一定的应力集中,常出现早期收缩裂缝,设计时宜适当加厚,增加抗裂网筋。     

单向板在线荷载作用下的次方向弯矩与配筋分析

单向板在线荷载作用下,在次方向会产生较大的弯矩,设计中容易对次方向上的弯矩估计不足从而造成结构破坏。采用弹性理论和有限元ANSYS软件对单向板在线荷载作用下的次方向弯矩进行了分析计算,并进行配筋设计,分析结果表明,线荷载作用下,次方向弯矩与主方向弯矩量级相当,给出了单向板次方向弯矩的计算方法,并对此提出了两种可行的设计建议:一是在次方向分布钢筋的基础上,在板底布置附加短钢筋;二是在线荷载下增加一定宽度的垫层。     

楔形悬臂梁的弹性整体稳定

对于悬臂构件,多是在横向荷载作用下工作,弯矩分布并不均匀,因此采用楔形构件可以比较好的利用钢材的强度。本文研究的就是这么一种楔形构件,其上翼缘水平、下翼缘倾斜,而不同的荷载类型、荷载方向则是作用在构件的上翼缘。本文利用能量法推导得纯弯矩作用下,楔形悬臂实腹梁整体稳定的临界弯矩,然后利用等效弯矩系数来得到横向荷载作用下的临界弯矩,等效弯矩系数则通过后文分析得到,通过与有限元分析结果对比,发现本文方法具有较高的精度,适于实际应用。     

腹式三角桁架模拟地下大跨度大腋角可行性分析

地下工程中,梁端、柱端、板墙交接部位加腋,是一种常见的结构受力形式。加腋可以减少应力集中,增加截面抗弯抗压承载能力。工程中,对于小腋角不参与结构受力计算,只作为安全储备;对于大腋角的结构受力计算,偏向采用变截面梁单元模拟,忽略的大腋角的刚度对结构的正向有利作用,此算法偏保守,不经济。在钢筋混凝土牛腿的“三角桁架计算模型”基础上,提出增加水平、竖向腹杆的三角桁架计算模型,用以模拟大腋角。通过分析对比,增加水平、竖向腹杆的三角桁架计算模型模拟大腋角合理可行,并且比有限元板单元模拟腋角计算模型更简便读取内力和弯矩进行设计,在工程中具有一定的参考意义。     

混凝土刚架拱梁与索梁预应力计算方法分析

钢筋混凝土刚架拱梁与索梁结构由普通钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土两种构件组成,将预应力作为等效荷载作用进行结构内力分析与构件截面设计时,需要计算主弯矩、次弯矩和综合弯矩。通过七个正截面内力计算简图推证:只需计算一个综合弯矩,再计入预压轴力对截面的作用,即可建立适合预应力复杂结构在承载能力极限状态下的截面计算公式,及正常使用极限状态下的钢筋应力增量计算公式。因预应力作用与外荷载对结构构件作用的方向相反,使构件控制截面上的内力绝对值变小,使结构可以承担更大荷载。     

大直径薄壁钢管压弯构件的稳定分析

针对我国现行钢结构设计规范未对径厚比为100以上的大直径薄壁钢管压弯构件的稳定计算作相应规定,采用非线性有限元方法,分析初始缺陷、长细比及两端作用不等弯矩等因素对该类构件稳定承载力的影响。研究结果表明,随着径厚比的逐渐增大,该类构件的稳定承载力显著降低。通过有限元分析结果及参照相关规范提出了该类压弯构件稳定承载力的建议计算公式。最后,对3根薄壁钢管压弯构件进行了试验研究,得到每个试件的荷载位移曲线、破坏屈曲和压弯极限承载力,试验荷载位移曲线与有限元方法计算得出的曲线基本吻合,实测极限荷载值与建议公式计算值偏差幅值控制在20%之内,进一步验证了该理论分析方法是有效的、可靠的,研究成果可为类似构件的设计提供依据。     

高温下节点加腋前后应力响应非线性分析

采用有限元软件ANSYS/Workbench,建立钢结构加腋节点三维有限元模型,通过对比加腋节点和非加腋节点分别在外荷载、温度荷载、热力耦合3种情况下的应力分布规律以及各个方向应变分布,判断节点加腋前后受力的影响和变化。结果显示,在无温度场影响的情况下,加腋可以有效降低梁柱节点最大荷载,使下部节点处塑性铰外移。而在受火情况下,钢梁柱温度曲线呈梯度非线性变化,加腋钢框架升温速度要略慢于非加腋钢框架。施加外荷载时,腋的作用被削弱,上翼缘梁柱节点会比腋与下翼缘连接处更早产生塑性铰。     

预估底板无梁楼盖的合理形式

通过建立各种典型跨度的底板无梁楼盖模型,归纳出各种不同净水浮力下的底板弯矩表格。工程设计中,根据实际的跨度、实际的净水浮力大小,查表确定采用附加筋还是加腋板,并预估合理的底板厚度、附加筋范围、加腋板尺寸、加腋板厚度,有助于提高设计效率。     

圆钢管混凝土不等端弯矩偏压柱的试验及理论研究

以端弯矩比和偏心距为主要变化参数,对6根圆钢管混凝土不等端弯矩偏压柱进行试验研究。结果表明：所有试件都最终由于失稳而破坏,端弯矩比对构件破坏形态有很大影响;试件的端弯矩比和偏心距越大,其刚度和极限荷载越小。同时采用有限元方法对圆钢管混凝土不等端弯矩偏压柱的荷载-变形全过程关系进行计算,得到的破坏形态和荷载-变形关系曲线...     

某风电设备研发中心特重型钢管混凝土结构试验厂房设计研究

结合某工程实例,针对重型钢管混凝土结构厂房总体结构选型、节点形式、控制指标等进行了分析研究。下柱采用独特的四肢钢管混凝土结构,运用SAP2000和PKPM/STPJ软件对主刚架及构件进行计算对比,并对肩梁、梁柱弧形加腋连接等复杂节点进行了有限元分析,给出与简化计算的差别,为类似工程积累了设计经验。     

圆中空夹层钢管混凝土压弯构件滞回性能的有限元分析

利用有限元方法,对往复荷载下圆中空夹层钢管混凝土压弯构件的荷载-位移全过程进行计算。有限元模型中合理地考虑往复荷载作用下混凝土的损伤以及刚度和强度退化,同时考虑了钢材的包兴格效应,计算结果与试验结果符合较好。在此基础上,结合钢管和混凝土的纵向应力分布云图对构件的荷载-位移全过程进行分析。