混合结构设计中钢平板支座的模拟

目前中小型网架屋盖混凝土框架混合结构在设计时对网架支座的模拟尚存在一些疑虑。通过ANSYS软件计算中小型网架常用钢平板支座的水平刚度,建立网架-弹簧支座-框架、网架-短钢柱-框架整体模型,对模型进行模态和反应谱分析,对比模型的自振特性、位移和内力,得出在中小型网架屋盖混凝土框架结构设计中,钢平板支座水平刚度的变化对混凝土框架自振特性和小震下抗震性能的影响不大,并给出了混合结构设计中钢平板支座模拟方法的建议。     

框架结构与Winkler地基梁相互作用分析的新超元法

在文献[6]的基础上,提出了框架结构与Winkler地基梁相互作用分析的新超元法,导出了一种新的超级单元刚度矩阵。该超级单元刚度矩阵不仅反映了上部框架结构和基础梁的刚度贡献,而且反映了Winkler地基的刚度贡献。以此新的超级单元分析整体结构,提高计算精度,简化计算。     

支座沉降时抗拉刚度对结构位移和内力的影响

利用结构力学求解器,计算了超静定结构在支座沉降时不同数值的抗拉刚度产生的位移和内力,并对其计算结果进行了比较,指出支座沉降时很多时候需要考虑杆件的轴向变形情况。     

地基变形时框架结构竖向刚度的计算

结构的竖向刚度是考虑基础和上部结构共同工作的重要参数。考虑上部结构刚度对于减小基础的内力和沉降差以及调整上部结构的内力是不可忽视的。框架结构的竖向刚度是依靠框架梁的抗剪刚度提供的,并随着柱的轴变刚度增加而增强。推导当地基发生非线性变形时,上部框架梁两端的相对竖向变形随高度的衰减系数ψ的计算公式,从而得出框架的竖向刚度及框架结构承受的整体弯矩。对一般规则框架制成ψ值表,可供工程设计应用。     

梁翼缘削弱式钢框架考虑节点域剪切变形的力学性能研究

钢框架采用翼缘削弱型节点(RBS)可以提高结构延性,满足结构抗震设计要求。考虑框架节点域的剪切变形,导出连带节点域的RBS梁、柱单元刚度矩阵,利用计算软件MATLAB对RBS节点钢框架结构的内力及变形进行了分析和计算。分析结果表明:在水平荷载作用下节点域剪切变形对RBS节点钢框架变形影响较大,层位移、层间位移以及节点总转角的增量均随层数的增加而相应增大,节点域剪切变形对框架内力的影响较小;工程设计中应考虑节点域剪切变形对RBS节点钢框架侧向刚度的不利影响。     

地基不均匀沉降对上部结构影响的弹性支承分析法

为了研究地基的不均匀沉降对钢结构框架上部结构的影响,本文提出了将地基(或桩基础)模拟为弹性支座的有限元分析方法,将上部结构和地基基础进行整体分析。本模型的支座不均匀沉降将导致内力重分布,而内力的变化反过来又会影响其支座的沉降值,需反复迭代计算,直至这种动态调整的过程达到稳定。针对某钢结构住宅试点工程,将本文提出的模型与常用的固定支座法进行了对比分析。采用固定支座模型与弹性支承模型计算结果存在较大区别,不同弹性支承刚度下,不均匀沉降对结构的影响是不同的,且柱距本身是影响沉降差引起内力重分布的重要因素之一。     

地质情况不清的条件下天安门广场红飘带景观工程难点解析

红飘带景观工程由于特殊原因,不能进行岩土工程勘察。以红飘带景观工程为例,在地基条件不明确的情况下,通过建立可靠的设计分析方法,保证结构达到所要求的可靠度。上部结构计算分析时,在支座条件设定上,恰当地体现地基刚度的不同,提高上部结构构件内力计算结果的准确度。按照工程结构可靠度理论,控制不同条件下的构件内力,使得结构总体可靠度基本一致。     

钢筋混凝土框架结构层间隔震有限元分析方法

层间隔震是当前抗震防护技术中的热点问题之一。本文首先给出钢筋混凝土弹性矩阵的等效计算方法以及普通叠层橡胶支座(RB)、铅芯橡胶支座(LRB)等效弹簧单元刚度矩阵的计算方法;接着采用ABUQUS软件建立框架数值模型并设置相应的边界条件;最后以一幢8层钢筋混凝土框架结构建筑为例,通过数值计算,比较分析了以RB橡胶支座和LRB橡胶支座作为隔震装置的两种层间隔震方案的优劣。计算结果表明:与传统结构相比,两种层间隔震方案都能大大降低上部结构的加速度、位移响应;上部结构运动近似于刚体运动,抗震效果明显。总体上看,LRB隔震方案优于RB隔震方案。本文方法对钢筋混凝土层间隔震技术的数值模拟研究有一定的意义。     

高层钢框架与群桩--土共同作用的三维空间结构系统地震动时程响应分析

考虑在软土地基上高层钢框架与群桩-土之间共同作用的影响,提出应用整体空间力学分析方法,建立相应的三维空间串并联质点动力计算简图和计算方法,着重分析了群桩-地基土对上部钢框架结构动态受力的影响情况,包括结构振型、周期、位移、内力等动力特性及地震反应。并与刚性地基基础情况下的结构计算结果进行比较,认为此类结构在地震动作用下,共同作用的影响不可忽视,指出结构分析及设计中应注意的一些问题。     

采用短柱基础减小框架结构底层计算高度分析

框架结构设计时,为减小底层计算高度,设置基础短柱作为上部结构嵌固端,结构设计概念清晰,且简单易操作并能取得很好的经济效果。文章通过某工程实例,具体分析不同基础短柱刚度对结构动力特性、楼层位移、基底反力、构件内力的影响,从而得出基础短柱相对上部柱的合理刚度,并给出短柱的配筋构造要求。     

软土中设抗拔桩底板的内力解析算法

在软土地区,采用抗拔桩作为抗浮措施较为普遍,但目前设置抗拔桩底板的内力算法在规范中尚无明确规定。本文在荷载结构法的基础上,结合文克勒地基模型作为土弹簧单元,提出一种分析设抗拔桩底板内力的简化计算模型。此法考虑了桩侧土体与抗拔桩之间的相互作用,并且允许桩体在水反力的作用下发生竖向位移。在将模型简化为结构力学中的超静定问题后,进一步明确了各支座处约束的转角、竖向刚度的取值方法。有限元计算的结果表明,此法较之以往的计算,其方法可行,结构内力更为科学合理,对地下结构的设计和施工具有一定参考与借鉴的价值。     

基于双参数弹性地基的隧道钢拱架内力分析

根据隧道钢拱架的受力特性,可以等效为弹性地基上的曲梁,针对隧道支护结构的受力,在传统的曲梁力学模型中考虑轴向应变以及地基环向抗力因素并将围岩看做双参数弹性地基,推导出相应的平衡控制方程并得到对应模型下的径向位移和内力公式.通过应用到实际工程,使用隧道监控量测数据对隧道支护结构的内力进行计算,得到考虑轴向应变以及地基环向...     

两端固定工字钢短柱的温度应力试验研究

对两端固定的工字钢短柱的温度应力进行试验研究，给出的温度应力估算公式与试验结果符合性较好。研究结果表明：火灾中钢构件内力分析时，可把构件视为理想的弹塑性体；在弹性阶段，温度应力的增加只与温度相关，但初始应力的大小决定构件进入弹塑性阶段的温度（或时间）；从构件进入弹塑性后期到莱一截面形成塑性铰可经历较长的时间，为超静定钢结构在火灾条件下利用内力重分布提供了较大空间。     

弹塑性共同变形法和弹性支点法在锚索钢板桩支护结构设计中的比对研究

采用弹塑性共同变形法和弹性支点法对两个锚索钢板桩基坑支护工程进行计算分析,比较这两种方法的计算结果,并将计算结果与现场监测数据进行对比。结果表明:由于锚索钢板桩支护存在桩变形大、抗弯刚度小及锚索预应力较大的特点,弹塑性共同变形法更适宜用于锚索钢板桩支护结构的计算,而弹性支点法则严重低估钢板桩水平位移,并影响锚索最优位置的选择。最后,参考弹塑性共同变形法,提出了一种基于弹性支点法的修正计算方法,该方法可修正弹性支点法对锚索钢板桩支护结构的计算误差,为锚索钢板桩支护结构设计提供了一种新方法。     

肋环型索穹顶结构静力计算的等效平面桁架方法

选取轴对称肋环型索穹顶结构的1条肋,用等效径向索代替环向索,将其等效为一次超静定平面桁架结构。选取最内撑杆上端点径向力为约束力,推导力法求解约束力的计算公式;提出小变形时各点位移计算的位移传递法和计算公式;在用力法计算出各杆件内力后,就可以通过传递矩阵由外到内计算各点的位移值。此外,对初始预应力产生的应力刚化刚度增大和索自重垂度产生的刚度减小进行定性和定量分析。最后,通过一个算例介绍所提方法的计算过程并与有限元计算结果进行比较,验证该方法的正确性和准确性。     

半刚性连接梁柱钢框架的二阶效应分析

基于大位移小应变理论,并结合常用的单元转角位移方程推导出半刚性连接梁柱的几何增量刚度矩阵,提出了一种针对半刚性梁柱节点连接钢框架的二阶效应的分析模型,运用该分析模型可求解出半刚性连接梁柱的大位移小应变增量杆端力—位移方程。编制了考虑二阶效应算例分析程序,计算结果表明:在进行半刚性框架的内力分析时采用该增量刚度方程可以充分考虑二阶效应的影响。     

矮墩连续刚构桥的施工控制方法探讨

矮墩连续钢构体系在施工过程中随着结构单元数量的增加和荷载逐步变化,其钢构受力体系要经历多次体系转换,是一种复杂的超静定结构。按照严密的施工控制措施,采用线形控制软件进行数学模型分析,对施工预拱度、主梁梁体次应力等进行严格的监控,形成施工、监测、预报、调整、施工的循环过程,完全能够达到挠幅与内力双控的目标,确保矮墩连续刚构桥的合龙精度要求。     

高层装配式斜支撑钢框架结构设计研究

针对远大S30工程的高层装配式斜支撑钢框架结构体系,分别采用振型分解反应谱法和线性时程分析法对整体结构进行有限元分析,得到了结构在多遇地震作用下的内力和位移响应。进行了结构整体的弹性设计,总结了该结构体系的设计方法。按规范对柱与柱座法兰连接的承载力进行了计算,并通过有限元分析和试验研究进行了节点强度和刚度的分析与验证。对梁柱节点进行了试验,研究其刚度变化规律,提出了采用弹簧单元在整体结构中建立节点简化分析模型的方法。研究结果表明：该体系中轻型钢楼梯对整体刚度的影响可以忽略,计算时可不建模分析;结构抗震性能满足现行规范要求,结构侧向变形曲线介于框架结构和剪力墙结构变形曲线之间;斜支撑降低了节点区的应力,增大了结构体系刚度,起到了减小柱计算长度、增强梁柱节点和柱与柱座连接的作用;柱与柱座法兰连接设计既满足设计强度要求,又实现了柱的刚性连接,保证了柱承载力和刚度的连续性。     

银川火车站跨线钢结构天桥温度效应分析

均匀的温度场变化会对超静定结构产生不利影响,被约束结构在温度作用下会发生变形并产生内力。本文研究银川火车站跨线钢结构天桥网架在外界温度应力场作用下产生的内力和变形对网架的影响,利用Midas Civil有限元软件对该网架进行静力和温度应力计算,通过结果分析,总结温度应力场对网架结构的影响。     

温度应力对钢结构影响的试验研究

对工字钢短柱在轴向约束的情况下进行了高温强度试验。研究结果表明,在弹性阶段,温度越高,增加的温度应力越大,温度应力的增量只与温度的增量有关,而与初始载荷无关。在超静定结构中,温度应力是导致构件屈服破坏的主要原因,因此钢结构的耐火设计应该考虑温度应力的影响。