复合材料蜂窝夹层结构T型接头拉伸性能研究

通过试验测量了复合材料蜂窝夹层结构T型整体接头的拉伸性能,得到其拉伸强度与破坏模式。建立了接头结构有限元模型,利用分类损伤判据、失效准则与刚度退化准则对结构的损伤情况进行模拟,研究了接头的拉伸破坏行为。有限元分析结果与试验结果吻合良好。研究结果表明,结构的薄弱点位于腹板内靠近蒙皮的位置。蜂窝在此处发生面外拉伸破坏,从而导致结构的最终破坏。腹板上的拉伸载荷主要通过过渡区填料传递给蒙皮,腹板与蒙皮间的搭接段对载荷传递的贡献较小。参数研究表明,对于复合材料蜂窝夹层结构T型接头,搭接段长度对结构的强度几乎没有影响,而增大蒙皮蜂窝的高度或采用低模量蜂窝可以提高结构强度。     

复合墙板与钢框架的连接节点抗震试验研究

带复合墙板钢框架结构体系在钢结构住宅中得到了广泛的应用,墙板与钢框架的连接节点对这种结构体系抗震性能有重要的影响。为研究连接节点的受力机理及破坏模式,对五榀带复合墙板钢框架结构试件进行水平反复荷载作用下的试验研究,系统对比连接节点骨架曲线与整体结构骨架曲线,分析墙板、节点预埋件、钢丝、混凝土的应力-应变曲线。试验结果表明:该节点有良好的承载力并能实现墙板与钢框架安全有效的连接,预埋件保证了钢框架与墙板之间的协同作用,斜向交叉钢板的设置提高了整体框架以及节点的极限承载力,改善了墙板与钢框架的协同作用。     

变体机翼大变形梯形蒙皮结构研究

首先介绍了变体机翼及蒙皮结构的发展研究现状,提出了大变形梯形蒙皮结构的构想.随后,建立了梯形蒙皮结构的力学分析数学模型,与有限元仿真分析结果进行了比较和分析,验证了所建立数学分析模型的正确性,为进一步开展制备和实验研究奠定了理论基础.     

浅析建筑工程框架核心筒结构设计

本文结合实际工程,探讨了建筑框架核心筒结构设计整体体系,从该工程的结构选型、结构平面布置、构造措施以及结构概念设计等设计要点进行分析,并对设计心得作了总结。     

劲性装配式框架核心筒结构抗震性能试验研究

为研究劲性装配式框架核心筒体结构整体抗震性能,进行1:3的缩尺模型振动台试验,获得结构体系在地震作用下整体抗震性能与结构破坏模式,并考证叠合梁与钢管混凝土柱、叠合梁与抗震墙、楼板等连接节点在地震作用下的可靠性。结果表明,该结构体系具有较高的承载力及良好的整体抗震性能,节点连接形式总体能满足现行规范抗震设防要求。     

双重耗能机制框架剪力墙结构地震响应分析EI北大核心CSCD

当前摇摆墙体系研究广泛,但由于放松了墙底约束,抗侧刚度减小,使得结构整体变形过大。在框架剪力墙双重结构体系中,利用剪力墙和框架在地震作用下不同的变形模式,在两者之间连接屈曲约束支撑(BRB)可有效降低框架结构的水平加速度响应;进一步在剪力墙底设置参数可控的金属阻尼器(MD),防止剪力墙底部破坏的同时,整体结构在BRB与MD共同作用下,整体结构地震响应也得到有效改善。以某六层混凝土框架剪力墙为例,利用ABAQUS有限元软件并结合UMAT二次开发接口的PQ-Fiber用户子程序,建立了框架剪力墙非线性有限元模型,变化BRB和MD初始刚度和屈服强度,进行弹塑性动力时程分析。结果表明:在BRB和墙底MD的双重耗能作用下,当BRB和MD屈服强度取值一个合适的属性范围,双重耗能框架剪力墙结构的地震响应得到了明显改善。     

用于变形机翼夹心式柔性伸缩蒙皮的梯形蜂窝支撑结构

变形机翼技术的实现离不开柔性蒙皮技术的支持,提出了一种应用于变形机翼夹心式柔性伸缩蒙皮的面内褶皱型梯形蜂窝蒙皮支撑结构。通过理论分析研究了该支撑结构的面内伸缩特性,得到其面内横向无量纲化等效弹性模量大小与3个参数(形状系数k、宽度系数t和高度系数h)之间的关系:其等效弹性模量随k增大而减小,随t增大而增大,随h增大而减小。利用ANSYS软件对其进行了有限元分析并通过实验对其面内力学特性进行了验证。结果表明:理论分析、有限元结果与实验结果基本吻合。通过选择合适的结构参数,其面内横向等效弹性模量可达到原材料弹性模量的10-4,比同等参数下手风琴式支撑结构的面内横向等效弹性模量更小,变形能力更强。相比传统蒙皮支撑结构,该结构可以减小变形过程中的驱动力与能量消耗,提高柔性蒙皮的变形效率。     

外套框架增层结构的抗震性能与控制

本文研究了整体式外套框架增层结构的抗震性能，探讨了在外套框架与原结构间设置被动控制器后的整体外套框架增层结构的优化控制问题，对整体外套框架增层结构控制参数进行了优化分析，提出了在保证原有结构可靠性的基础上，降低整体结构地震响应的原则和方法。     

复合材料多墙式结构非线性稳定性分析

多墙式结构是用整体的蒙皮腹板结构替代传统的蒙皮加筋结构。它可以降低翼面高度,减轻重量,提高结构效率。当前特别需要一种关于复合材料多墙结构的分析计算方法。本文作者在层合板非线性稳定理论的基础上,针对多墙结构这一具体结构形式,采用刚度等效方法,建立了相应的本构方程和非线性稳定性控制方程组,并对其进行数值求解,得到各种边界条件下和面内载荷下的总体和局部失稳临界载荷。通过分析验证,计算结果可以很好地满足工程精度要求。      

双重耗能机制框架剪力墙结构地震响应分析

当前摇摆墙体系研究广泛,但由于放松了墙底约束,抗侧刚度减小,使得结构整体变形过大.在框架剪力墙双重结构体系中,利用剪力墙和框架在地震作用下不同的变形模式,在两者之间连接屈曲约束支撑(BRB)可有效降低框架结构的水平加速度响应;进一步在剪力墙底设置参数可控的金属阻尼器(MD),防止剪力墙底部破坏的同时,整体结构在BRB与...     

整体成型复合材料模型机翼设计方案优选与验证

采用多级优化方法,对给定外形和尺寸的复合材料模型机翼进行了设计方案优选。首先基于单因素的效能评估和灰关联度的综合效能评估对机翼进行了结构布局设计,然后采用有限元法对工字梁机翼进行结构细节优化与铺层设计,最后采用基于真空袋法的整体成型工艺制备了蒙皮-夹芯、蒙皮-加筋、C型梁和工字梁等4种典型结构的复合材料模型机翼,并利用三点弯曲试验对优选设计方案进行了验证。优化结果表明：工字梁机翼结构效能水平最高,其次是后C型梁机翼,结构效能最差的是蒙皮-腹板机翼,梁凸缘采用等厚度变宽度可获得近似等强度梁结构。试验结果验证了优化设计方案的有效性。     

基于ABAQUS的钢-混凝土组合结构纤维梁模型的开发及应用

在大量已有研究成果的基础上,基于大型通用有限元软件ABAQUS提供的用户子程序UMAT开发了一组适用于组合结构构件的单轴材料滞回本构模型,并编制了可用于组合截面纤维自动离散的前处理程序,由此集成了钢-混凝土组合结构纤维梁模型,可用于完全剪力连接的组合框架体系在竖向荷载及水平往复荷载作用下的整体弹塑性分析。与国内外大量试验的对比结果表明,该文开发的钢-混凝土组合结构纤维梁模型具有较高的精度和较为广泛的适用性。纤维梁模型虽然不能考虑钢梁与混凝土板之间的滑移效应,但与试验结果的对比表明是否考虑滑移效应对结构体系整体计算结果的影响不大,但建模工作量大大减少,计算效率显著提高,在分析组合框架体系在地震往复荷载作用下的受力性能时具有较大的优势。     

高层钢结构住宅结构体系优缺点分析

分析了钢框架结构体系、钢框架—支撑结构体系、钢结构框架——混凝土剪力墙结构体系、交错桁架结构体系、钢框架—核心筒体系,为钢结构在高层住宅建筑应用提供了一定的参考。     

钛合金波纹蒙皮结构热应力研究

波纹蒙皮结构能够有效的缓解机翼结构在高温下产生的热应力,本文对两种加强槽形式(圆弧形与直角形加强槽)的钛合金波纹蒙皮结构热应力进行了分析,研究了加强槽半径(宽度),加强槽深度对结构支座端和加强槽中面处应力的影响。研究结果表明,(1)加强槽能够有效的将结构应力汇集至槽内,使得结构其他区域应力水平下降。(2)与固支边界条件相比,简支边界条件下结构整体应力水平更小。(3)存在一个加强槽半径(宽度)和深度的临界取值区域,当加强槽半径(宽度)和深度在该区域内,结构支座端和对称面上的应力随加强槽半径(宽度)和深度增加而减小,从而提高结构的承载能力。(4)相同的加强槽半径(宽度)和深度时,直角形型加强槽的整体应力水平较小。     

钢框架-嵌挂结合型密肋复合墙板整体性能研究

该文提出一种新型的嵌挂结合型密肋复合墙,不仅可以避免钢框架的外露腐蚀,同时外挂苯板可以起到保温隔热作用。钢框架与密肋复合墙体的受力和变形性能差别明显,在荷载作用下两者的受力变形模式和单独的构件受力时存在的差异需要通过二者的协同受力分析。因此该文建立钢框架-密肋复合墙协同体系的有限元模型,分析在不同墙体高宽比、不同开洞形式和不同框格数目下的结构整体受力性能,并通过滞回曲线、骨架曲线、耗散能量以及等效粘滞阻尼系数的分析,研究了墙体对整体结构性能的影响。     

高速列车侧墙铝型材降噪研究

建立高速列车侧墙铝型材隔声与声辐射预测模型,将仿真值与实验值进行对比分析,验证模型的有效性。通过改变上、下蒙皮厚度的配比和筋板倾角,探究其对侧墙铝型材隔声及声辐射性能的影响。研究结果表明:在原有结构基础上,上蒙皮增加1 mm,下蒙皮减小1 mm,能够使结构计权隔声量提升1.9 dB;筋板倾角增加5°可使结构计权隔声量增加0.9 dB;蒙皮厚度及筋板倾角的改变均不能有效降低结构的声辐射水平。研究结论可为高速列车侧墙铝型材的降噪优化提供数据借鉴。     

梁柱退化和剪力比对自定心BRB双重体系抗震性能的影响

自定心屈曲约束支撑(SC-BRB)双重体系由抗弯框架和SC-BRB框架组成。分别采用考虑梁柱退化和不考虑梁柱退化两种建模方式建立不同剪力比(抗弯框架部分承担剪力与设计基底剪力之比)的SC-BRB双重体系的分析模型,并通过非线性静力分析和动力时程分析研究了梁柱退化和剪力比对SC-BRB双重体系抗震性能的影响,结果表明:考虑梁柱退化会减小结构的基底剪力,减弱相邻楼层侧向刚度突变的影响,并可能改变最大层间位移角沿结构高度的分布,但会引起结构残余变形的增大;而剪力比的增大会提高梁柱退化的影响,并使结构整体的旗帜形滞回特征减弱,但能有效减小地震时结构的最大层间位移角和变形集中效应。     

摇摆桁架-BRB-钢框架体系地震失效模式与抗震性能分析

建筑结构抗震设计所希望的结构地震失效模式是完全梁铰式失效,由于各种不确定性的存在,在实际地震中,结构是否能发生完全梁铰式失效是无法预知的。而防屈曲支撑构件(BRB)延性较大,在地震作用下可稳定地耗散地震输入结构的能量。鉴于此该文提出了一种摇摆桁架-BRB-钢框架体系,采用静力推覆分析方法,识别出了结构的主要地震失效模式,对其失效路径以进行了分析;对传统钢框架结构、摇摆桁架-钢框架体系、摇摆桁架-BRB-钢框架体系在小震、中震、大震作用下进行时程分析,并基于峰值层间位移角评价了三种结构的抗震性能。结果表明摇摆桁架-BRB-钢框架体系,在结构耗能减震、失效模式的优化控制,降低结构的残余变形等方面均起到了重要作用,新结构的侧向变形较传统钢框架结构更加均匀,结构整体参与耗能的能力更强。     

串联隔震结构体系的地震易损性分析

根据串联隔震建筑结构体系的地震可靠度特征,推导了串联隔震结构体系的地震可靠度计算公式,并根据隔震结构的上部结构、隔震层、下部结构的概率地震需求模型,提出了串联隔震结构的地震易损性计算方法。最后,以某典型高层框架-核心筒基础隔震结构为算例,建立了高层隔震结构的有限元模型并进行地震动响应分析,利用已提出的方法对该隔震结构的地震破坏概率进行分析,获得了高层隔震结构整体处于严重破坏状态时的地震易损性曲线,结果表明隔震层的破坏是影响高层隔震结构体系整体地震可靠度的关键因素。     

钢框架-钢板墙和组合柱-钢梁框架振动台试验研究EI北大核心CSCD

为深入研究钢框架-钢板剪力墙和钢管混凝土柱-钢梁框架两种典型装配式结构体系的整体抗震性能和拓展其在高烈度区的应用,以甘肃省装配式示范工程中的两栋高层(10层)住宅建筑方案为原型,进行了1/8缩尺模型的地震模拟振动台试验。结果表明,钢框架-钢板剪力墙结构中的钢板剪力墙首先达到屈服状态,随后框架上出现塑性铰,塑性损伤主要集中在钢板墙及相邻梁端,个别1层柱脚出现损伤,体现了“多道抗震防线”的理念,巨震后(1.200g)结构的自振频率降幅约为19.5%(X向)和17.4%(Y向);钢管混凝土柱-钢梁框架结构的损伤主要在1层、4层及5层梁端,1层柱脚也出现少量塑性铰,体现了“强节点弱构件”的设计原则,巨震后结构的自振频率降幅约为19.5%(X向)和17.8%(Y向)。两类结构体系均能实现“小震不坏、大震不倒”的抗震设防目标,具有良好的抗震性能。此外,结构体系的侧向变形模式与整体结构的刚度分布密切相关,并且随着地震动峰值的增大愈加明显,钢框架-钢板剪力墙的抗侧刚度沿着高度呈降低趋势,整体呈现弯曲型的特征,钢管混凝土柱-钢梁框架(1层除外)抗侧刚度沿着高度分布较均匀,整体呈现剪切型的特征。