不平衡弯矩下板柱节点受弯性能参数研究

为了研究板柱节点在不平衡弯矩下的弹塑性性能,采用有限元软件ＡＢＡＱUＳ对弯曲破坏控制 下板柱节点的受力性能进行了数值模拟,通过与试验结果的比对,验证了有限元模型的有效性,并进一 步描述了混凝土顶板在水平荷载作用下的损伤演化过程。在此基础上,研究了板配筋率和竖向荷载对 板柱节点抗弯性能的影响,分析了加载过程中总不平衡弯矩与板底正弯矩和板顶负弯矩的相对关系。 结果表明:随着板配筋率的增大和竖向荷载的减小,板柱节点的抗弯承载力提高,节点区转动能力增强。     

考虑损伤累积效应的SRHSHPC框架节点滞回模型研究

为考虑反复荷载作用下累计损伤对型钢高强高性能混凝土(SRHSHPC)框架节点力学性能的影响,进行了分析研究。该文将损伤指标引入到考虑软化段的三线型滞回模型中,建立了考虑损伤累积效应的SRHSHPC框架节点荷载-位移滞回模型,并分析了轴压比和混凝土强度对节点强度退化的影响。结果表明,理论计算与试验结果吻合较好;加载后期轴压比大的节点强度退化较快;混凝土强度高的节点加载前期强度退化较小;其受力后期抵抗位移以及荷载循环次数的能力大大下降。考虑损伤累积效应的滞回模型较为准确地模拟了SRHSHPC框架节点在反复荷载作用下的滞回性能,反映了框架节点产生损伤后其强度和刚度的退化规律,可为SRHSHPC结构的非线性地震反应分析提供理论依据。     

轴压比对SRHC柱-RC梁框架边节点抗震性能试验研究

为研究轴压比对型钢超高强混凝土柱-钢筋混凝土梁(SRHC柱-RC梁)框架边节点抗震性能影响,通过对3个试件进行拟静力加载试验,得到了试件在低周反复荷载作用下的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性性能及耗能能力。试验结果表明轴压比对试件的破坏形态有着显著的影响,轴压比为0.25时,试件发生延性较好的梁端塑性铰区破坏;轴压比为0.38时,试件发生节点核心区剪切破坏并伴随梁端形成塑性铰;轴压比为0.45时,试件破坏过程明显缩短,发生典型的节点核心区脆性破坏;试验轴压比为0.25时,试件的滞回环饱满程度较为理想,骨架曲线下降段较平缓,轴压比提高到0.38时,位移延性系数降低幅度高达53%,同时等效黏滞阻尼系数也相应的降低了20%左右,说明试验轴压比越大,试件的延性性能越弱,抗震耗能能力越差。更多还原     

内河框架码头构件重要性评价

全直桩框架码头通过能力大,能适应内河大水位差条件要求,在我国西南山区河流码头建设中广泛应用。该结构由于构件数量多、受力条件复杂,构件传力途径和薄弱环节难以确定。运用基于结构广义刚度的重要性评价方法,分别计算船舶荷载作用下和荷载组合作用下框架码头构件重要性系数,对传力途径及薄弱环节进行分析。结果表明:桩柱的重要性普遍大于梁,桩柱的重要性呈现"上小下大"的趋势,梁的重要性则与船舶撞击位置有关;通过重要性系数分析可知,前排桩基、后排桩基、最高层前边梁、排架底层最后方节点和最前方节点等5处为内河框架码头的薄弱环节,在设计中应预留足够安全储备;框架码头的主要传力途径由结构最外层构件组成。研究结果可为码头结构优化提供参考依据。     

用角钢外传力的钢管柱框架节点性能分析

实际工程施工中,钢管柱标高定位的错误时有发生,导致柱内隔板与柱外梁截面错位,使得内隔板失效,柱壁直接承受梁端传来的拉压力和剪力,节点性能急剧下降。针对实际工程柱标高错误的情况,利用有限元软件 ＡＢＡＱＵＳ建立 16个四等高梁钢管柱 －钢梁框架加固型节点模型进行对比。通过对荷载 －位移曲线、Ｍｉｓｅｓ路径应力分布及柱外壁路径变形的分析,讨论角钢传力件不同参数对钢框架节点工作性能的影响。结果表明:在一定范围内角钢边厚和变宽的增加以及棱角间距的减小可以明显改善节点性能,超出范围改善则不明显。角钢传力件参数建议取值为:梁翼缘厚度为边厚,0．8倍的梁翼缘宽度为边宽,棱角间距取为梁翼缘厚度。依此可显著提高框架节点的承载能力,明显降低梁柱交接焊缝处应力,有效地约束节点柱壁处的凹凸变形,塑性铰外移,从而使节点在承受荷载时不会首先破坏,实现了强节点弱构件的目的。     

门式刚架端板斜放连接滞回性能有限元分析

为研究门式刚架端板斜放连接节点的连接性能,对6个不同构造端板连接模型,在恒定竖向荷载和循环水平荷载作用下的抗侧移刚度和承载能力等性能进行了非线性有限元分析,研究其端板厚度、螺栓布置以及螺栓直径等参数对节点连接的承载能力和刚度的影响。结果表明,在循环荷载作用下,滞回曲线呈平行四边形,构件梁端的极限承载弯矩是设计弯矩值的1.68~1.74倍,构件梁端先于柱端进入塑性。门式刚架结构的刚度退化较慢,结构具有足够的安全系数。     

方钢管混凝土柱与钢梁半刚性连接三维有限元分析

设计了一种方钢管混凝土柱与钢梁半刚性连接节点——穿芯螺栓端板齐平节点,并对其进行了三维非线性有限元分析,从而得到此节点在外力荷载作用下的受力特性及其弯矩与转角关系。     

钢-混凝土组合节点的有限元应力分析

近几十年来,钢-混凝土组合结构在土木工程的高层和超高层建筑中得到广泛应用。在工程设计中采用的节点形式多种多样,且各有其不同的特性。在框架设计时,大都假设为刚接或铰接节点,因而节点的受力特性有一定的差异。在一定荷载条件下,利用ANSYS有限元分析软件对加强环式组合梁-钢管混凝土柱节点进行了模拟分析。其主要结论为：①组合梁-钢管混凝土柱节点在梁下翼缘与加强环交界边缘处最早出现受压屈服区,随后向梁下翼缘、腹板扩散,此处应力变化显著;②混凝土柱基本处于受压状态;③节点区钢筋受力明显,并沿翼板宽度减少。     

钢连梁剪切屈服型混合连肢墙体系节点滞回性能有限元分析

在高层建筑连肢墙体系的设计中,为了提高钢筋混凝土连续梁的抗震性能,其设计和施工的难度相应增加,因此采用型钢连梁代替钢筋混凝土连梁.为了研究这种新型结构体系节点的滞回性能,采用有限元软件ABAQUS建立钢连梁剪切屈服型混合连肢墙的非线性有限元模型,对钢连梁在循环荷载作用下的滞回性能、核心区应力分布进行了分析,并且考虑了轴...     

内河框架码头桩柱绕流水动力特性的二维数值模拟

桩柱绕流水动力特性直接决定水流对桩柱作用力的分布规律,是内河框架码头水流荷载计算的基础。结合计算流体动力学(CFD),依托内河框架码头实际工程,进行了内河框架码头大直径桩柱串列及并列4桩柱绕流水动力特性的二维数值模拟,系统分析了不同流速及不同桩间距下桩柱绕流尾流流场形态,揭示了桩柱绕流阻力系数、升力系数、斯特劳哈尔数随桩间距和流速的变化规律。研究了串列及并列4桩柱绕流流场形态和水动力特性,不同流速及不同桩间距下的遮流影响效应、遮流影响系数以及横向影响系数的变化。数值模拟与分析结果可为计算类似内河框架码头水流荷载提供一定的技术参考。     

侧向支撑刚度对弧形闸门主框架稳定性影响

将弧形闸门主框架简化为有限侧移的弱支撑门式框架,为反映其实际屈曲模态,根据结构稳定理论,推导出了同时考虑柱端转动刚度和侧向支撑刚度单根轴心受压的柱端约束常数关系式,利用该关系式给出不同梁柱线刚度比、不同侧向支撑刚度情况下,弧形闸门主框架屈曲方程。通过试算给出相应的计算长度系数精确解,并给出了较高精度的实用计算公式。侧向支撑刚度Kb大于10对提高框架稳定的作用不再明显,认为强支撑和弱支撑的分界点为Kb=10;自由侧移和完全无侧移框架柱的计算长度系数差别极大,因此,侧向支撑刚度Kb对弧形闸门主框架柱的计算长度系数或屈曲荷载影响显著,在确定框架柱屈曲荷载之前首先要判明侧向支撑的强弱情况。     

饱和黄河岸滩粉土循环荷载后的变形强度特性

对黄河岸滩饱和粉土在固结不排水条件下进行了一系列单调加载、循环荷载后单调加载的三轴试验,研究了动应力幅值、围压及动孔压比对循环荷载后力学特性的影响,提出了可考虑围压及动孔压比影响的粉土循环荷载后单调加载应力应变关系的变形模式。试验结果表明:循环荷载作用完全液化时,动应力幅值变化对液化后力学特性的影响很小;循环荷载后单调加载的有效应力临界状态线与单调加载时相同,不受循环荷载作用历史的影响。与单调加载时相比,循环荷载后的不排水强度及初始切线模量皆产生衰化,衰化程度随动孔压比的增大而增大,初始切线模量的衰化程度更明显;不同围压下循环荷载后的不排水强度比、初始切线模量比及破坏比,皆与动孔压比之间有良好的归一化关系;粉土循环荷载后的应力应变关系可以用双曲线模型来描述,模型计算值与试验实测值基本吻合。     

法兰盘厚度对刚性法兰连接节点刚度影响的有限元分析

通过500 kV变电构架刚性法兰在拉弯荷载作用下的研究,应用有限元软件ANSYS分析法兰盘的厚度对刚性法兰连接节点刚度的影响。对有限元结果中典型节点的荷载-位移曲线进行了比较,结果表明:在满足承载力且螺栓的规格、型号都一样的条件下,法兰盘的厚度对刚性连接节点的轴向和弯曲刚度有影响,而对剪切刚度没有影响。     

弧形钢闸门主框架的动力稳定分析

分析国内外某些低水头弧形钢闸门的失事破坏情况,指出在振动荷载作用下弧形钢闸门的支臂丧失稳定性是引起大多数闸门破坏的主要原因,据此利用B-R准则对弧形钢闸门主框架的动力稳定性进行研究,得出了几种简单荷载作用下主框架的动力稳定承载力,由此可知外荷载的类型及频率对结构的动力稳定承栽力有显著影响。此研究思路和方法可为弧形钢闸门动力稳定性的深入研究和工程应用提供参考。     

爆炸荷载下圆截面钢－混凝土－ CFRP －混凝土组合柱动力响应数值模拟

为研究爆炸荷载作用下 CFRP 管厚度对 SCCC 组合柱动力响应的影响,采用非线性有限元软件ANSYS／LS － DYNA 建立不同厚度 CFRP 管的 SCCC 组合柱、空气和炸药有限元模型,爆炸荷载对 SCCC 组合柱的作用采用多物质流固耦合法实现。数值模拟发现,与无 CFRP 管的柱对比,SCCC 组合柱的测点位移明显减小,钢管及核心混凝土失效的单元明显减少,且随着 CFRP 管厚度的增加,SCCC 组合柱测点移时程曲线分布逐渐变密。结果表明,CFRP 管可以有效的减小 SCCC 组合柱在爆炸荷载作用下的动力响应;随着 CFRP 管厚度的增加,新增加的 CFRP 对 SCCC 组合柱抗爆性能提高的作用逐渐减弱。     

基于螺栓连接的装配式钢筋混凝土梁柱节点抗震性能研究

为研究装配式混凝土框架节点的抗震性能,提出一种基于局部钢套筒与混凝土组合结构形式的梁柱节点,通过螺栓来实现构件间的可靠连接,对其进行了拟静力试验研究,在试验研究的基础上通过ＡＢＡＱＵＳ软件对结构节点在低周往复加载作用下进行数值分析,并与试验数据进行对比,验证有限元分析的合理性。并采用所建模型增加影响参数范围,分析了相同轴压比下梁纵筋配筋率、端板厚度、加劲肋设置以及螺栓数量对试件的刚度、屈服荷载和极限荷载、耗能等性能的影响。研究结果表明:有限元模拟结果与试验结果吻合较好;纵筋配筋率增加时,节点的承载力、刚度显著提高,但延性和耗能能力降低;通过设置加劲肋,节点的极限承载力、延性、等效黏滞阻尼系数均提高;合理的选择端板厚度,可以使梁内钢筋、预埋的端板和混凝土协同工作,增强节点抗震性能;减少一定数量的螺栓,构件仍能保持可靠连接。     

水平荷载下高层建筑结构数值分析模型

研究了水平荷载下高层建筑结构－桩筏基础－地基共同作用的问题，以整个结构进行了三维数值分析。把有限层法和桩基规范中的m法相结合，通过数值分析手段建立了水平荷载下高层建筑结构－桩筏基础－地基共同作用分析模型。针对一具体建筑进行了对比计算，共同作用方法与常规方法相比对上部结构的水平位移及框架柱内力的影响。通过分析对比，得出了有益的结论。本文应用Matlab编程，总体刚度矩阵一次生成，运用迭代法求解。     

钢筋混凝土框架的基础形式与抗震性能

对两榀基础形式不同的钢筋混凝土框架进行模型试验 :一榀框架无基础梁 ,柱与基础为固结 ;另一榀框架有基础梁 ,基础梁与柱之间为固结 ,框架与基础为铰结 .两榀框架均在顶部施加水平反复荷载和竖向静力荷载 .试验结果表明 :后种框架无论是极限承载能力还是耗能能力都优于前种框架 .     

板柱节点火灾中力学性能数值模拟

为了研究火灾中板柱结构的传热过程及力学性能，模拟分析板柱结构的破坏过程及裂纹开展情况。采用ＡＢＡＱＵＳ软件对钢筋混凝土建立了相应的传热分析模型和热－力耦合分析模型。数值模拟发现，模型数值模拟值与现场试验值吻合较好；不同受火时间及不同保护层厚度对板柱节点的温度场和极限承载力有不同的影响。结果表明，不同受火时间对板柱节点内温度变化影响非常大，随着构件受火时间的增加构件内温度提高越大；不同的保护层厚度对楼板的钢筋温度值影响非常大，随着保护层厚度的增加，相应的钢筋温度在减小；板柱节点随着受火时间增加，相应的极限荷载在减小；分析了火灾下板柱结构的破坏裂纹扩展情况和应变云图的变化规律，为进一步建立板柱结构整体模型研究受火失效机理奠定了基础。     

钢管混凝土柱的爆炸响应数值分析

为明确钢管混凝土柱的抗爆特性,采用显式动力有限元分析软件ＡＮＳＹＳ／ＬＳ－ＤＹＮＡ,基于多物 质流固耦合法,建立了构件、空气和炸药的数值模型,对钢管混凝土柱在爆炸荷载下的动力响应和破坏 形态进行了模拟分析。结果表明:爆炸荷载下钢管混凝土柱的破坏类型与作用其上的超压峰值及正压 作用时间直接相关,三种典型破坏形态分别是,低超压峰值－高持时爆炸荷载作用下,发生弯曲破坏;高 超压峰值－低持时爆炸荷载作用下,发生剪切破坏;二者之间,发生弯剪破坏;对比方形截面,圆形截面 柱具有更强的抵御爆炸荷载的能力;核心混凝土强度等级的增强以及含钢率的提高,可有效降低柱中点 水平残余变形;提高钢管屈服强度,可降低柱中残余变形,当钢材强度等级≥345ＭＰａ时,继续增大屈服 强度对提高钢管混凝土柱的抗爆性能意义不大。