基于热点应力法的桥塔耳板焊接节点疲劳分析

目前采用热点应力法评定桥梁焊接构造细节的疲劳强度已越来越广泛.采用热点应力法对3种不同的桥塔耳板锚固结构进行了有限元热点应力计算,比较分析了不同构造形式焊趾的受力,并采用两点线性外推或三点二次外推的方法得到危险点处焊趾热点应力.计算结果表明,采用三点二次外推方法计算出的热点应力比采用两点线性外推方法计算出的结果稍大,疲劳循环次数也相应减少,焊接结构焊趾疲劳评定偏安全应采用三点二次外推方法计算.     

异形板受力性能的有限元分析

针对目前住宅设计中经常出现的异形板，通过对两类异形板用SAP2000建立有限元模型进行应力分析，总结了异形板的受力和变形性能，为异形板的设计与裂缝控制提供了参考。     

大型吊耳副耳板结构设计研究

目前副耳板已经广泛地应用在各种工程之中,但是国内对副耳板结构设计研究鲜有报道。本文首先通过常泰长江大桥天星洲专用航道桥2～5节间弦杆工程实际案例进行了分析计算,揭示其研究原因,然后通过理论计算确定了副耳板设计厚度,最后基于塑性设计规范,在不考虑加劲板以及焊缝对吊耳受力贡献情况下,通过有限元软件进行了副耳板圆环宽度参数分析,确定了副耳板圆环的最佳宽度。研究结果表明,GB50017-2017《钢结构设计标准》中关于吊耳部分阐述基本参照了欧洲标准及美国标准。考虑到在吊耳设计过程中副耳板厚度一般取不小于主耳板厚度的一半,对于配合使用1～10t许用荷载卸扣的吊耳可不考虑焊接副耳板。对于配合使用10～400t许用荷载卸扣的吊耳,当主耳板两侧考虑贴副耳板时,副耳板厚度取不小于0.1倍的孔径d0;当主耳板单侧考虑贴副耳板时,副耳板厚度取不小于0.15倍的孔径d0。在满足规范条件下,副耳板圆环最佳宽度为0.7倍的孔径d0,此时钢材塑性性能被充分利用,并且便于焊接,同时耳板重量减少了16%。     

管板节点受力性能的数值分析

管板节点是近年来工业及民用建筑中常用的节点形式,但目前对其受力性能的研究还不够深入,尤其是缺少用于工程设计的承载力设计方法.本文首先根据已完成的20组足尺寸管板节点的试验结果建立了相应的有限元分析模型,并参照试验结果对有限元模型进行了对比修正.其次通过对有限元模型进行大量的参数分析,得出管板节点在主要影响参数不断的变化过程中其承载能力的变化特征.最后根据有限元的分析结果回归出了在主管直径、主管壁厚、节点板长度等主要参数变化过程中的管板节点极限承载性能的建议公式,并对其适用性进行了验证分析.     

建筑索结构销轴耳板连接节点承载力试验研究和有限元分析

建筑结构中的拉索常采用热铸锚具,通过单耳式或叉耳式连接件与结构耳板销轴连接。而索节点破坏将造成拉索失效,甚至结构连续性倒塌。目前,各国标准中关于销轴连接耳板承载力的计算存在较大差异,中国标准主要参照欧洲标准,但内容尚不完善。为研究若干关键尺寸对耳板承载力的影响,对销接耳板进行单轴拉伸试验,并采用CEN双折线法求得试件承载力;采用弹塑性实体模型进行有限元分析,得到耳板应力分布基本规律。结果表明:耳板端距和中截面单宽与耳板承载力正相关;加焊贴板能有效增强耳板承载能力;耳板应力分布较不均匀,当耳板破坏时远离销孔的材料强度并未得到充分利用。与试验结果对比所得,中国标准的销接耳板承载力计算较为保守,因此在净截面受拉承载力和端部抗劈拉承载力的计算式中提出了有效宽度和有效端距的建议值,并考虑了增焊贴板的作用。     

板柱边节点的有限元分析

采用有限元分析方法对钢筋混凝土板柱边节点的3种不同形式在使用荷载作用下的挠度及应力作了对比分析,认为板柱边节点有与中节点类似的破坏模式,可参照中节点的设计方法;边板带外挑同时设置边梁的边节点形式有较好的力学性能,可优先选用。     

钢管混凝土加劲环管板节点受力性能研究

为研究钢管混凝土加劲环管板节点在轴向拉力作用下的受力性能,开展了3个节点试件的单调加载试验,分别得到了管板节点加强前后的荷载-位移曲线和破坏模式。试验结果表明：SPR节点在单调荷载作用下主管和加劲环发生局部屈曲,表现为延性破坏;CFT节点在荷载作用下主管壁发生剪切破坏,荷载-位移曲线没有明显的屈服段,表现为脆性破坏;CFTR节点在荷载作用下,连接板处加劲环发生剪切破坏,同时加劲环局部V形屈曲;加劲环能够明显提高管板节点的承载力,同时改善节点的塑性性能;相较于主管外设加劲环,主管内部填充混凝土具有更好的承载力提升效果,节点的刚度变大但塑性性能变差;钢管混凝土加劲环管板节点具有加劲环和混凝土的双重特性,在显著提高节点承载力的同时保障节点塑性性能。在264个有限元模型参数分析的基础上,得到了双加劲环管板节点受拉承载力的计算方法,给出了加劲环厚度和宽度组合的设计建议。基于极限分析的塑性铰线方法,推导出SP节点和SPR节点极限承载力的理论计算模型,计算结果与有限元结果吻合较好。     

连续组合板的塑性设计

针对国际上大多数关于连续组合板的规范在设计过程 都都限制使用塑性分析 现状,介绍了对连续板正向,负向受弯的定量研究以及负弯曲条件下实验结果,从这些研究中推导出了在连续设计中使用塑性分析确定弯矩和剪力分布的可能性。     

开洞钢筋混凝土板极限承载力的塑性简化分析

用塑性理论对目前尚缺少研究的开洞钢筋混凝土板极限承载力进行了分析研究 ,提出了一种开洞钢筋混凝土板极限承载力的实用计算方法 ,可供实际工程结构设计直接使用。     

新型钢管混凝土板柱节点弹性有限元受力分析

对于节点区内柱钢管不连通式钢管混凝土柱-平板节点这一新型节点型式,采用ABAQUS软件对其轴压和偏压性能进行系统的分析,研究节点在轴心受压和偏心受压情况下的应力分布,探讨不同构造方式对节点受力性能的影响及节点的受力机理。为其实际应用提供参考。     

大型钢筒仓的结构行为与设计

筒仓结构广泛应用于农业、矿业、化工、电力等诸多领域中的散料储存.混凝土筒仓在国内已有许多应用,但钢筒仓的应用还很有限.过去二十年里国际上对钢筒仓结构的性能及强度进行了大量的研究,香港理工大学在近几年也进行了许多研究.本文总结了大型圆形钢筒仓结构行为及设计方面的近期研究进展.首先对钢筒仓的结构形式及散料荷载进行简单讨论,并介绍钢筒仓的主要破坏形式及相应的研究,给出了可供钢筒仓结构设计直接应用的部分主要设计公式.还介绍了钢筒仓结构设计中的计算机分析方法,最后指出钢筒仓结构尚需进一步研究的课题.     

某超长地下室混凝土结构无缝设计计算研究

对沈阳某超长地下室混凝土结构的温度应力进行有限元计算分析,探讨了设置与不设置后浇膨胀加强带两种情况下地下室底板、顶板和外墙温度应力的大小和分布,并提出四种方案对施工二阶段的温度应力进行控制。结果表明,设置后浇膨胀加强带后施工一阶段的温度应力有了明显的减小,施工二阶段在方案四下的温度应力减小效果显著。通过合理设置后浇膨胀加强带和温度收缩钢筋,采用补偿收缩混凝土,采用方案四对施工二阶段进行控制及在环境温差、材料、混凝土生产技术和施工等角度做好控制,本超长地下室可不设置伸缩缝。     

混凝土结构地下室和楼板抗裂设计分析

首先介绍了地下室混凝土结构如何进行抗裂设计,然后介绍了某工程1号楼和2号楼混凝土结构抗裂设计,重点介绍了混凝土楼板的抗裂设计计算。分析了大楼使用期间的环境温度影响,按王铁梦的方法分析了板的温度应力,并对楼板的切角裂缝进行了分析。     

浮式拱围堰结构的设计分析

为了在大型水库对坝体进行加固时提供干地施工条件,并且在加固同时不影响水库正常运行,提出了浮式拱围堰的方案。并运用有限元软件对此方案进行了结构的设计与分析。     

钢管树状柱设计分析

通过对钢管树状柱的基本几何构成和空间受力分析,提出了钢管树状柱的设计原理和方法,指出了钢管树状柱的分析关键是与屋面梁协同受力以及设计应注意的问题。大型公共空间采用大型的树状支撑结构体系,不仅可行而且受力合理,完全符合《钢结构设计规范》对构件的挠度要求。     

普利中心结构设计和分析

普利中心主塔楼为总高度300 m的超限高层,采用钢管混凝土柱框架+型钢混凝土核心筒+环带桁架+等效伸臂的混合结构体系。介绍该工程地基基础的设计、结构体系的特点、抗震性能化设计原则和方法、整体弹性计算结果以及罕遇地震作用下的动力弹塑性分析结果。着重阐述设计中的一些关键问题,包括核心筒的剪力墙、外围钢管混凝土钢框架、仅设置环带桁架的加强层、全楼层角部全刚接钢框梁形成的等效伸臂等。     

膜结构设计(3)膜结构的荷载态分析与结构设计

由于膜结构特殊的力学特点 ,其结构分析与设计过程明显不同于传统结构。着重对膜结构荷载态分析中的一些主要问题进行了探讨 ,包括荷载取值、特别是风荷载的确定方法 ;荷载态分析的方法及需要注意的一些问题 ;常见的膜结构分析软件等。在此基础上 ,介绍了如何根据计算结果来判定结构性能的优劣 ,以及设计膜、索及索具等构件。     

大型钢储罐的沉降与结构性能的关系

建造在软土地基上的大型钢储罐易产生各种沉降变形,其中罐周不均匀沉降的影响最为不利。在各类大型储罐沉降变形的大量实测数据基础上,利用傅立叶分解分析罐周不均匀沉降的组成及特点,利用分析得到的谐波沉降对储罐结构进行有限元分析。分析表明,储罐在不均匀沉降下的应力和变形均与其几何参数有关,因此目前基于工程经验且与储罐参数无关的地基变形允许值控制标准,从结构的角度看不尽合理。     

某超限高层结构设计分析及加强措施

本工程为高层住宅楼,结构高度为48.60m,剪力墙结构,是具有平面凹凸不规则、扭转不规则、侧向刚度不规则、局部不规则和塔楼偏置等不规则项的超限高层建筑。设计分析时采用YJK软件进行小震弹性分析、弹性时程分析和楼板应力分析计算,采用Midas Gen软件进行了小震下计算复核,采用PUSH程序进行大震作用下的静力弹塑性分析。计算结果表明,采取相应加强措施后结构设计指标均满足规范要求,能达到预定的抗震性能目标,结构具有良好的抗震性能。     

对框架与剪力墙协同工作结构体系的界定与设计建议

结合某工程实例,探讨了对于框架地震倾覆力矩比大于0.5的框架-剪力墙结构体系的设计方法与建议,并拓展分析了框架与剪力墙协同工作结构体系的界定,抗震等级及适用高度的确定,并给出相应的设计方法和抗震构造措施。阐明了目前规范与规程中存在的不明确问题,为结构设计提供必要的合理建议。