矩形驳接件与单层玻璃整体协同工作下玻璃承载性能的有限元分析

目前,点式玻璃幕墙在在现代建筑中得到了日益广泛的应用,其承载性能研究通常采用驳接件与玻璃分开进行分析。利用有限元3D实体模型,考虑了尼龙垫层在矩形驳接件与玻璃之间的作用,设置了各种参数,在考虑风荷载和自重荷载共同作用下,分析了各种参数对矩形驳接件与单层玻璃整体协同工作时玻璃面板的承载性能的影响,并与规范中点支式幕墙中玻璃计算的结果进行比较,为进一步完善点式玻璃的设计和在实际工程中点式玻璃幕墙进行整体受力分析提供了依据。     

点支承幕墙玻璃面板尺寸设计与力学性能研究

考虑不同的玻璃板厚度、方形玻璃板边长、矩形玻璃板宽长比、开孔数量、孔心边距和孔径的影响,利用ANSYS软件对点支承幕墙玻璃板进行了计算研究。结果表明:玻璃板的厚度对其强度和刚度都有显著的影响;随着方形玻璃板边长的增大,板中最大拉应力和最大挠度都快速增大;随着矩形玻璃板宽长比的增大,板中最大拉应力和最大挠度都不断增大;六点支撑的玻璃板在相同条件下,板中最大拉应力和最大挠度都比四点支撑的玻璃板小很多;随着孔心边距的增大,玻璃板中最大拉应力和最大挠度均显著减小,但减小的速度会随着孔心边距的增大而放缓;孔边最大拉应力随着孔径的增大而显著减小,但板边中点最大拉应力和挠度以及板心的挠度的减小都十分有限。     

金属紧固件和垫层材料对点式支承玻璃板承载性能的影响分析

研究了点式支承玻璃结构中带金属紧固件和垫层材料的圆形玻璃板的承载力问题 ,分析了塑料垫层的弹性模量、厚度和紧固件的内径对有垫层的带单紧固件圆形玻璃板有限元模型的应力状态和承载力的影响。研究结果表明 :采用较大弹性模量的垫层 ,有利于提高玻璃板的承载力 ;垫层厚度对玻璃板的承载力影响很小 ,考虑到经济性和制造工艺要求 ,垫层最小厚度可取为 1mm ;采用内径较小的金属紧固件 ,对提高玻璃板的承载力是不利的。如果确实需要采用内径较小的紧固件 ,则应选取弹性模量较大、厚度较小的垫层。     

六点支承玻璃板抗弯性能的有限元分析

点支承玻璃幕墙结构多采用四点支承玻璃板,当玻璃板的跨度过大时,可采用六点支承板,而现有的《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ102-2003）及《点支式玻璃幕墙工程技术规程》（CECS 127：2001）并未给出六点支承玻璃板应力及挠度的设计计算公式。本文主要通过有限元方法对六点支承玻璃板的抗弯性能进行分析,考虑面外均布荷载、玻璃板的厚度及平面尺寸的变化对六点支承玻璃板应力及挠度的影响,得到玻璃板的应力及挠度随上述各参数变化的规律;并比较了六点支承玻璃板和四点支承玻璃板的计算结果,提出了六点支承玻璃板的设计建议。     

支承点位移对点支式玻璃板承载性能的影响

采用有限元软件ANSYS建立了点支式玻璃板的计算模型,应用线弹性有限元方法分析了几种较不利的支承点位移分别对四点及六点支承玻璃板孔边应力、跨中应力、跨中挠度等承载性能的影响.结果表明:支承点位移对以边中点应力作为控制应力的四点支承玻璃板承载性能的影响很小,而对以孔边应力作为控制应力的六点支承玻璃板承载性能的影响较大.     

驳接式玻璃结构建筑及其玻璃板承载性能分析

近年来 ,驳接式玻璃幕墙在现代建筑中获得了广泛应用 ,但对它的理论研究却滞后于它的工程应用。通过对驳接式幕墙节点构造的研究 ,分析了驳接式玻璃幕墙的受力性能 ,并列举了相应的工程实例。最后 ,利用有限元程序ANSYS对不同形式玻璃板的受力特性作了比较与分析 ,并提出了需要解决的理论问题     

玻璃天桥和玻璃栈道中钢化玻璃的受力及设计分析

介绍了我国已修建的玻璃桥梁以及受力方式,将有限元计算结果与JGJ 113—2015《建筑玻璃应用技术规程》建议方法计算结果和试验结果进行对比,验证有限元计算的准确性,对钢化夹层玻璃板的承载性能进行参数分析。研究结果表明:随着玻璃板短边长度的增加,有限元所得的最大应力和挠度线性增加,JGJ 113—2015建议方法计算得到的应力线性增长而挠度非线性变化。玻璃层数对玻璃板的承载能力影响较大。增加单片玻璃厚度,玻璃板的最大应力和挠度均会降低。设计中,玻璃板的动力放大系数可取2. 0。     

刚性桩复合地基桩顶埋入式垫层机理分析

基于Meyerhof理论,提出了改进的桩顶埋入式垫层,推导出垫层极限桩土应力比的计算公式,并对桩顶埋入式垫层的作用机理进行了分析。研究发现:桩顶埋入式垫层可减少桩顶向上刺入量和地基沉降量,极限桩土应力比随刺入量的增加和垫层内摩擦角的增大而增大。提出了考虑桩顶垫层厚度及桩距影响的极限桩土应力比修正计算方法,推导了相应的计算公式和计算曲线,可供实际工程应用时查询。研究表明:修正后的埋入式垫层极限桩土应力比随桩顶预埋深度与垫层厚度之比的增加而增大,随桩距的增加而减小。通过算例分析,认为桩顶埋入式垫层具有垫层厚度和预埋深度可双向调节的优点,可用于调节复合地基应力和控制差异沉降,并可作为高层建筑地基变刚度调平设计的手段。     

梁柱角钢连接的滞回性能分析

利用ANSYS软件建立三维有限元模型,通过非线性分析研究角钢连接的滞回性能和抗震性能。在分析过程中分别考虑角钢厚度、加劲肋厚度以及螺栓间距对节点的影响,并得出各种影响因素对应弯矩-转角曲线,通过曲线的比较确定其对滞回性能的影响。最后分析得到:角钢厚度的增大可以较大提高连接的承载力和初始刚度;螺栓间距的减小对连接承载力和初始刚度影响较大;加劲肋厚度的变化对连接性能的影响较小。     

变电站高架柱与人字柱连接节点受力性能有限元研究

对变电站中高架柱与人字柱连接节点的受力性能进行了有限元研究。在对有限元分析结果验证后,通过改变节点处各类加劲板件的参数,对大量模型进行了非线性有限元分析,分析结果表明:高架柱与人字柱连接节点处加劲板及顶板厚度对节点性能影响很小;主要受力加劲板是否插入人字柱对节点性能影响很小,设计该节点时,可仅从人字柱局部变形要求考虑是否需要将主要受力加劲板插入人字柱。分析计算过程及结果可供实际工程参考。     

局部荷载作用下钢化夹胶玻璃板极限承载力研究

对四边简支钢化夹胶玻璃板在局部均布荷载作用下的力学性能进行试验研究.以单层钢化玻璃厚度、支承端长度和加载端长度为变量共设置64个试件.测得试件在局部均布荷载作用下的荷载-挠度曲线及板内应力分布情况.随着加载端长度的增加试件破坏模式发生改变,不同破坏模式对应试件的极限荷载区别较大.试件应力分布情况与弹性板受弯时规律基本一...     

刚性基础下复合地基褥垫层加筋影响研究

为了提高桩土荷载分担比,一些建筑工程桩筏基础下的复合地基采用了加筋垫层,然而加筋垫层复合地基的变形协调与荷载传递的影响还缺乏深入研究。采用自制的二维多活动门试验装置与椭圆钢棒相似土填料,开展了无筋褥垫层随桩间土下沉过程的模型试验,获得了不同垫层厚度下无筋垫层的变形与应力协调特性。在模型试验基础上,采用颗粒离散元DEM数值模拟建立了无筋与加筋垫层数值模型,揭示了有、无加筋条件下的褥垫层工作特性区别,并探讨了褥垫层厚度、桩间净距以及加筋位置等对褥垫层工作特性的影响。结果表明:当加筋高度距桩顶超过100 mm时,桩土应力比曲线和褥垫层变形均接近未加筋的情况; 加筋体设置高度小于100 mm时,下方颗粒垫层的变形协调会受到影响,格栅与下部垫层之间产生脱空现象,从而导致桩土应力比随着桩间土下沉量的增加而出现陡升; 陡升段起点对应的桩间土下沉量随着加筋位置的提高而增加,工程中可能会导致复合地基桩体超过承载力而引起复合地基发生破坏。     

ETFE气枕力学性能分析及其蒙皮效应研究

利用ANSYS软件对ETFE气枕结构进行找形分析,考虑预应力和内压两个控制因素,给出了三角形、四边形和六边形气枕的找形结果,并推导了四边形和圆形气枕找形的解析式。编制了计算气枕体积的MATLAB程序,并与ANSYS软件联合应用,计算了矩形气枕结构在7种荷载工况下的变形和膜面的应力分布。通过参数分析,得到了膜面应力和矢高、膜厚、矢跨比之间的关系,提出了气枕合理的膜厚、矢跨比,并给出了不同跨度气枕充压建议值,最后对ETFE气枕结构的蒙皮效应进行了研究。研究结果表明：膜面初始预应力宜介于5~8MPa;ETFE膜厚可根据气枕跨度选择单层0.2 mm或双层0.4 mm,矢跨比0.1左右,成形后膜面最大、最小应力分别位于中心区、角点区;ETFE气枕充压的初始内压介于250~1 150 MPa,充压值随跨度增大而减小;初始内压500 Pa常用尺寸（4 m×5 m矩形）的气枕,可抵抗大小与内压相当的正负风压、均布和半跨雪荷载和偶然集中荷载,但在超载工况下,需对气枕充气加压方可继续工作;ETFE气枕具有明显的蒙皮效应。     

PCC桩复合地基褥垫层作用数值分析

褥垫层是PCC桩复合地基的重要组成部分。通过有限元数值模拟,探讨了PCC桩复合地基褥垫层刚度、厚度对桩土应力比以及沉降量的影响,得出桩长方向桩土应力比的分布规律。刚度和厚度是影响褥垫层流动调节能力的主要因素,随其刚度的增加或厚度的减小,桩土应力比增大,沉降减小。从桩顶到桩底,桩土应力比先增大后减小,验证了桩侧负摩阻区的存在,并分析了褥垫层刚度、厚度对该桩土应力比分布以及负摩阻区范围等的影响,得出了一些有益的结论。     

混凝土路面传力杆界面应力分析

为了研究混凝土路面传力杆处应力分布规律及接缝传荷能力,建立水泥混凝土横向接缝三维有限元模型,对不同面板厚度、不同传力杆直径工况下的应力分布规律及传力杆松动对接缝传荷能力影响进行分析。研究结果表明:界面混凝土最大主拉应力随面板厚度的增加而降低,最大剪应力随面板厚度增加呈现先增大后减小趋势,界面混凝土最大主拉应力和最大剪应力随传力杆直径的增加均呈现先增大后减小的趋势;传力杆松动情形下,最大主拉应力和最大剪应力变化幅度较小,但接缝传荷能力下降明显,松动间隙由2 cm增大到6 cm时,传荷系数由93.2%降低到76.1%。     

高应力作用下CFG桩复合地基承载变形机制

为探究水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基在高应力下的承载变形机制,基于西安市高新区拟建场地CFG桩复合地基高应力现场试验建立数值模型并进行分析。结果表明:该场地CFG桩复合地基的极限承载力不小于1 666 kPa;褥垫层在高应力作用下发生破坏,其协调桩土共同作用能力降低;桩顶向上刺入褥垫层,荷载向桩顶集中,致使桩承担上部荷载的96.5%;桩间土发挥作用能力受限,复合地基相当于单桩承载;褥垫层的厚度与桩土应力比的增长呈现负相关;桩间土与桩顶的沉降差随着荷载的增加而增加,且随着褥垫层厚度的增大呈现先增大再减小的趋势;当单桩承载力满足要求时,为保证高应力下桩间土不因荷载过大而造成复合地基的破坏,应适当减小褥垫层的厚度,降低其流动补偿能力;所得结论可为CFG桩复合地基在高层建筑地基处理设计提供参考。     

考虑双腐蚀缺陷影响的内压钢管有限元分析

采用有限元数值计算方法,考虑材料非线性和几何非线性,对含有两个不同径向夹角和不同轴线间距腐蚀缺陷的内压钢制管道进行应力集中系数变化与影响的分析计算。研究发现,两腐蚀缺陷之间径向夹角和轴线间距并不是单独作用的参数,应力集中系数计算时需考虑其相互影响;通过ANSYS有限元计算分析,经拟合得到腐蚀缺陷在不同角度下的"极限影响距离"公式。该公式综合考虑了两腐蚀缺陷之间夹角和轴线间距的影响,可以用于判断腐蚀缺陷之间是否发生相互作用,进而估计管道上的应力水平。     

土工格栅加筋垫层的设计理论和方法

从土工格栅加筋垫层的作用机理出发,根据太沙基理论着重介绍了格栅加筋垫层承载力的两种计算方法,并提出考虑格栅垫层各向异性特性、垫层厚度和扩散角等因素影响的加筋垫层下竖向应力经验的计算公式,最后参照日本经验给出了土工格栅垫层厚度的设计方法。     

销轴连接转动性能的有限元分析

销轴连接是一种常见的铰接连接形式,其转动性能直接影响到结构的传力形式及设计计算的准确性.通过建立二维ABAQUS模型,定义名义弯矩值,定量分析转动角度、摩擦系数、荷载水平和耳板孔与销轴间间隙等对典型的销轴连接转动性能的影响.有限元分析表明：荷载水平较低时,转动引起的名义弯矩值不随转动角度增大而变化.当荷载水平较高时,名义弯矩随转动角度增大而变大;摩擦系数较小时,名义弯矩值随着荷载水平增大而变大.随着摩擦系数增大,名义弯矩值随着荷载水平增大先变大后减小,且其峰值随摩擦系数增大而变大,所对应的荷载水平减小;随着耳板孔与销轴之间的间隙增大,名义弯矩峰值先变小后变大.合理选取间隙,可以改善销轴连接的转动性能.     

刚性桩复合地基渗流固结性能分析

基于饱和砂井渗流固结理论,推导了综合考虑褥垫层、桩、土模量的刚性桩复合地基渗流固结解析解。在ABAQUS中使用Modified Cam-clay模型和孔压单元模拟桩间土体,建立单桩复合地基有限元分析模型。计算结果与某高层结构刚性桩复合地基静载试验吻合较好,验证分析模型的有效性。使用该分析模型,研究褥垫层厚度、模量,桩长对刚性桩复合地基受力及固结变形的影响。结果表明：刚性桩复合地基固结速度远大于天然地基,固结速度随褥垫层模量增大而增大,随井径比减小而增大;结构施工过程中,地基固结沉降已基本完成;褥垫层模量的增大可减小刚性桩复合地基固结沉降,但褥垫层厚度及排水土层厚度的增加都会加大固结沉降。