外伸端板中节点火灾行为的有限元分析

采用三维非线性有限元分析的方法,讨论了钢结构外伸端板中节点的抗火性能,研究了端板厚度和柱加劲肋对节点抗火性能的影响.通过分析,得出了节点在同一荷载不同温度下的温度-转角曲线.最后根据分析结果提出了设计和施工建议.     

宁夏花儿艺术馆钢结构-混凝土结构共同工作分析研究

为探讨地震响应分析时混凝土下部结构对上部钢结构的影响,以宁夏花儿艺术馆为例建立了上部钢结构和下部混凝土结构共同工作的有限元模型,对模型分别进行了静力分析、小震作用弹性分析、大震作用动力弹塑性时程分析等.此外,还探讨了在罕遇地震下混凝土结构的弹塑性性质对整体结构的影响.结果表明,在共同工作条件下,上部钢结构的静、动力位移和内力都有较大程度的提高.在结构设计时,必须考虑下部支撑结构的放大效应.     

复杂空间屋架钢结构的安全性分析

对复杂空间屋架钢结构进行了两种模型分别在三种不同工况下的静力有限元分析,并通过与该空间钢结构的现场观测结果相对比,判断整个钢结构体系的受力薄弱部位并对结构进行缺陷分析,最终对结构的安全性做出鉴定.     

钢结构加层中支撑对结构抗震性能的影响

由于自重轻、抗震性能好等优点,钢结构直接在混凝土结构上加层正越来越多地应用到实际工程中.加层后形成的混合结构由于采用不同的结构形式,结构顶部刚度、质量发生突变.支撑作为主要抗侧力构件之一,将影响加层结构体系的整体抗震性能.结合算例,采用有限元分析程序对某框剪结构顶部加钢结构进行整体结构的抗震性能分析,并在此基础上讨论了不同的支撑形式、不同的支撑布置位置对整体结构体系抗震性能的影响.     

钢结构材料在高温（火灾）条件下的力学性能试验研究

从基本的钢结构材料在高温下的力学性能着手，进行高温条件下钢结构材料的性能试验，建立高温下钢材的屈服务强度、极限强度，弹性模量和极限应变随温度变化的力学模型，为高温（火灾）条件下钢结构的结构分析提供依据。     

钢结构住宅的现状及其综合经济效益分析

简述了钢结构住宅在我国的应用现状.针对工程实例分析了钢结构住宅不同结构体系的综合经济效益.分析说明钢结构住宅综合经济效益明显高于传统结构体系.     

钢框架在高温（火灾）下塑性力学特征分析

由于在高温条件下钢材的屈服强度和弹性模量随温度升高均有所折减,使得钢结构建筑存在极大的安全隐患.为了研究钢框架结构在局部火灾下的塑性铰先后出铰顺序.首先通过理论计算,得出高温下钢构件的温度内力和温度弯矩,再根据力学理论分析塑性铰出铰顺序.最后利用有限元软件对高温环境中两层两跨平面钢框架整体结构进行模态分析,得到各节点应力变化情况和不同时刻塑性应变情况.结果 表明:理论计算得出塑性铰出铰先后顺序为,梁柱连接处、梁跨中节点处、柱脚.数值模拟出的塑性铰出铰顺序和位置与理论分析结果一致,可为相似工程提供参考.     

门式刚架钢结构火灾下整体力学性能分析

为了解决现行防火设计规范中门式刚架钢结构经济性、科学性相对较低的问题,对门式刚架钢结构进行了火灾下整体力学性能分析,建立了一系列具有典型跨度、高度的门式刚架结构模型,对火灾燃烧1 h过程中结构的受力性能进行了计算和分析,得到了门式刚架结构火灾下应力和变形的变化规律及其破坏模式,并结合现实火灾实例对围护结构在火灾下对结构力学性能产生的影响进行了讨论.     

钢结构厚板的低温断裂韧性试验

针对钢结构厚板工程中脆性裂纹事故时有发生的问题,研究了钢材厚度与断裂韧性的关系.采用三点弯曲试样,利用厚板钢材Q345B在低温下对结构进行了裂纹尖端张开位移(CTOD)试验,试验选取了不同的钢板厚度、不同的试验温度和沿厚度方向不同的取样位置,分析了断裂韧性随钢板厚度、试验温度与取样位置的变化规律,并采用Boltzmann函数对断裂韧性随温度变化曲线进行了拟合,分析了各厚度钢板的韧脆转变温度.试验结果表明:厚板的断裂韧性随温度的降低而减小; 厚度较大的钢板其断裂韧性相对更差; 沿厚度方向从表面到中心位置,断裂韧性逐渐降低.     

温度对考虑黏弹性的钢-橡胶对滚结构动态力学特性的影响

为研究温度对考虑黏弹性的钢-橡胶对滚结构的动态力学特性的影响,通过钢-橡胶对滚结构实验平台进行钢-橡胶对滚结构动态力学特性实验,测得在连续转动过程中橡胶辊的温度变化以及压深变形量、接触宽度等,分析温度对橡胶辊压深变形量及接触宽度的影响.采用与实验平台橡胶辊相同材料的圆盘形试样进行动态热分析实验,得到不同温度下的橡胶应力松弛曲线以及不同频率下的损耗因子;基于此实验数据,对橡胶材料进行本构模型参数辨识,得到不同温度下超弹、黏弹参数;最后对钢-橡胶对滚结构进行不同温度下的瞬态动力学仿真,讨论橡胶辊的黏弹性强弱与温度的关系,分析不同温度下橡胶辊的压深变形量、接触宽度、von Mises应力应变、接触压力以及接触刚度等特性.结果表明:橡胶辊的黏弹性程度随温度的升高而减弱;温度对橡胶辊动态力学特性的显著影响表现在von Mises应力、接触压力及接触刚度随温度的升高而减小,von Mises应变、压深变形量及接触宽度随温度的升高而增大.     

故宫灵沼轩钢结构动力特性与地震响应

为保护文物建筑,以故宫灵沼轩钢结构为研究对象,采用数值模拟方法,研究了该结构动力特性及地震响应。基于结构残损现状及钢结点的半刚性特性,考虑3种工况来建立灵沼轩钢结构的有限元模型。通过模态分析,研究了不同工况条件下灵沼轩钢结构的基频和主振型。通过时程响应分析,研究了8度常遇地震作用下典型节点的变形及内力响应情况,讨论了结点刚度退化对结构抗震性能的影响。通过8度罕遇地震作用下的响应谱分析,研究了灵沼轩钢结构的抗倒塌能力。研究结果表明:结点刚度退化时,灵沼轩钢结构基频减小,振动形式发生改变;8度常遇地震作用下,结构保持稳定振动状态,其变形响应峰值趋于偏大,内力响应峰值趋于偏小,且均在容许值范围内。8度罕遇地震作用下,各工况条件下的钢结构均有良好的抗倒塌能力。     

屋顶钢塔TMD和塔底隔震双重减震性能研究

本文利用有限元软件SAP2000建立了某四层钢框架模型,对其未设置屋顶钢塔、仅设置屋顶钢塔及设置屋顶钢塔和TMD三种模型进行了不同地震波下的时程分析和比较。结果表明,未设置屋顶钢塔时,主体结构在地震作用下反应最强烈：仅设置屋顶钢塔时主体结构反应相对较弱,钢塔在鞭梢效应下反应最为强烈;设置屋顶钢塔和TMD时主体与钢塔结构的反应同时达到最弱。研究表明屋顶钢塔和TMD能够同时有效的减小主体结构与屋顶钢塔的地震反应,避免了屋顶钢塔的鞭梢效应,达到了较好的减震效果。     

广州歌剧院钢结构设计

广州歌剧院钢结构是近年来大型异形钢结构的代表.歌剧院由2个外表极为不规则的单体组成,其外表由大小不一的三角面拼成,依靠外围护钢结构包出其轮廓,内部为混凝土结构.钢结构采用折板式单层网壳,网壳下设支点支于内部混凝土上.为保证单层网壳的节点刚度,棱线相交处设计为铸钢节点,其他为相贯节点.介绍了广州歌剧院钢结构部分的设计,包括钢结构的方案设计、优化工作、线性静力分析、承载能力验算和几何非线性分析,并用典型铸钢节点的实体有限元计算结果证明了铸钢节点力学设计的合理性.     

钢骨-钢管混凝土框架结构抗震性能比较

运用SAP2000有限元分析软件对钢骨-钢管混凝土框架结构进行模态分析和地震响应弹塑性时程分析,并结合8层钢管混凝土框架结构和钢骨-钢管混凝土框架结构工程进行比较。结果表明：不同地震波作用下,钢骨-钢管混凝土框架结构层间位移最大值、顶层的最大层间位移角、水平向加速度峰值及基底剪力最大值均小于钢管混凝土框架结构,其抵抗水平地震作用的能力优于钢管混凝土框架结构,对地震的响应弱于钢管混凝土框架结构,对地震的迟滞作用好于钢管混凝土框架结构。     

高强钢在联合构架中的应用分析

采用有限元分析软件MIDAS/GEN对大型变电站的高强钢联合构架进行了多种工况下的空间应力分析,以139 m长的联合构架为例,分析结论为大风工况是控制工况,高强钢联合构架的结构安全,同时将高强钢构架与普通钢构架进行对比,证明采用高强钢具有减轻构架自重、降低用钢量、缩短工期、节约成本的优势.     

SPSW对钢框架结构体系抗震性能影响分析

利用有限元分析软件SAP2000建立了6层钢框架和钢板剪力墙（SPSW）厚度不同的钢框架一钢板剪力墙平面模型,分析了两种结构体系在8度罕遇地震作用下的地震响应,从抗侧力、自振周期和动力时程分析结果中结构的顶点位移、最大层间位移角方面比较厚度不同的SPSW对钢框架结构体系抗震性能的影响。结果表明：SPSW可以显著提高钢框架结构的抗震性能,且随着SPSW厚度的增加,结构的顶点位移逐渐减小;当厚度为8～16mm时钢框架和SPSW的协调变形能力表现效果最佳。     

钢管混凝土框架-剪力墙结构的抗震性能分析

针对钢筋混凝土剪力墙对钢管混凝土框架结构的抗震性能影响,采用SAP2000有限元软件对12层钢管混凝土框架-剪力墙结构进行模态分析和地震响应弹塑性时程分析,并结合12层钢管混凝土框架结构进行分析比较.结果表明:在不同地震波作用下,钢管混凝土框架-剪力墙结构的层间最大位移,层间最大位移角,水平向绝对加速度峰值等数值均小于钢管混凝土框架结构的数值,数值分析表明钢管混凝土框架结构能与钢筋混凝土剪力墙很好地共同作用,表现出较好的抗震性能.     

20CrMnTi钢的位错密度及晶体结构

采用X射线衍射法及新的线性分析理论,准确地测量了不同应变量时20CrMnTi钢的位错密度,分析了应变量与位错密度的关系。结果表明:位错密度随变形量的增加而提高,退火状态时位错密度较低。透射电镜试验证明了20CrMnTi退火后的组织为铁素体和珠光体,晶内位错表态为"曲折"形的位错线,变形后形成胞状结构,同时有孪晶出现。胞状结构的出现大大提高了钢的强度。     

爆炸下考虑钢梁翼缘变形的改进单自由度法

为解决爆炸下结构产生较大局部变形时采用等效单自由度方法计算结构整体位移会出现较大误差甚至错误的问题,在单自由度理论基础上,以工字型钢梁为研究对象,通过分析翼缘局部变形对钢梁整体位移的影响规律后,基于提出的钢梁截面简化变形模型对其弯曲抗力函数进行改进,提出钢梁抗爆分析的改进单自由度方法。通过有限元软件ABAQUS数值模拟不同爆炸工况下钢梁的动态位移响应与破坏特征,并与单自由度模型及改进单自由度模型的计算结果进行对比,研究了不同计算模型下钢梁的位移及破坏差异。结果表明：与有限元模拟结果相比,钢梁翼缘局部变形越大,单自由度模型计算结果偏小越严重,而改进单自由度模型计算结果较好,可以更好地适用于钢梁抗爆分析的位移简化计算。     

负载下焊接加固受弯工形钢梁的受力特性分析

采用通用有限元软件ANSYS建立有限元模型,对3个不同初始负载下焊接加固的受弯工形钢梁和1个做对比用的未加固工形钢梁的受力特性进行有限元分析,并详细介绍了2种用于模拟负载下焊接加固钢梁受力特性的有限元分析方法。基于目前最常用的、仅采用生死单元技术而未考虑焊接热过程的有限元分析方法,采用间接热一结构耦合分析方法,考虑焊接热过程和随温度变化的钢材材性,提出了能够考虑负载下焊接过程影响的有限元分析方法。通过将有限元计算结果与相应的试验结果进行对比,验证了采用的有限元分析方法和有限元模型的可行性。计算结果表明：负载下焊接加固后的钢梁的极限承栽能力受初始负载的影响较大。