防屈曲支撑混凝土框架抗震性能非线性有限元分析

基于非线性有限元软件ABAQUS,对设置防屈曲支撑的混凝土框架在单向水平荷载作用下的骨架曲线进行了非线性有限元模拟分析,并与试验结果进行了对比。分析过程中混凝土采用损伤塑性模型,钢材采用硬化弹塑性模型,采用位移增量法进行控制加载。在试验基础上进行的非线性有限元分析,分析了结构内部受力过程、内力分配及重分配规律、改进内部配置、优化结构设计,可为进一步研发、改进内部构造提供模型基础等,弥补了试验试件不能过多,应变片被损坏等不理想情况。     

偏心支撑钢框架有限元分析

偏心支撑钢框架是近二十多年来发展起来的一种支撑结构形式，具有很好的抗震性能。为了更好地了解偏心支撑框架抗侧力性能和耗能梁段的受力特性，本文对偏心支撑钢框架进行非线性有限元分析。分析结果表明，偏心支撑中的耗能梁段在加载后期发生剪切屈服型破坏，保证了框架其他杆件不屈服，提高了结构的耗能能力和变形能力，显著地改善了钢框架的抗震性能。     

弯曲型支撑框架的弹性稳定分析

对设有弯曲型支撑的钢框架结构的整体弹性稳定进行了分析,得到了理想状态下,弯曲型支撑框架结构的稳定方程.通过对r=0.5～1.0时的大量计算分析,得到了弯曲型支撑框架结构的临界相对支撑刚度Rth的近似计算公式.用有限元方法验证的结果表明,近似解析解具有足够的精度,该公式可以作为稳定计算时,框架有侧移和无侧移的判定准则.对弱支撑框架,本文给出了临界荷载和支撑刚度的关系.     

框架-支撑钢结构抗震性能的有限元分析

近年来,我国的大中城市相继出现了大批的中高层钢结构建筑。框架一支撑结构体系作为中高层的一种结构形式被广泛采用。本文运用大型通用有限元软件ANSYS,采用三维建模,对-9层框架-支撑钢结构建筑进行了抗震性能的计算分析,分析包括模态分析、反应谱分析、弹性刀单塑性时程分析,分析结构在地震作用下的横向变形和支撑随地震波的内力响应情况等。研究成果可以为类似工程提供借鉴。     

Y型偏心支撑钢框架受力性能有限元分析

建立了四种Y型偏心支撑钢框架有限元模型,对平面模型框架和三种空间模型框架进行了单向加载和循环加载试验,并对比分析了模型框架的屈服强度、极限承载力、侧向刚度、延性和耗能能力等方面的受力性能差异,得到的结果为工程设计提供了参考。     

偏心支撑钢框架梁的稳定性

地震发生时,偏心支撑框架(EBF)连接的梁会产生比较大的轴力和弯矩。设计师需要克服关于性能设计的诸多难题,从而使梁处于弹性工作状态。另一方面,先前的研究表明,只要梁的稳定性不变,被控制的梁的屈服并不会降低偏心支撑框架的性能。进行计算研究,从而分析循环荷载偏心支撑框架的稳定性。通过三维非线性有限元分析对51个不满足性能设计要求的偏心支撑框架节点模型进行研究。结果显示,连接的超强系数应为连接的梁外部、用来表现性能设计的连接长度的一个函数。这是由于弯曲的连接对梁稳定性的影响更大,且与抗剪屈服相比其超强系数更小。     

以现浇钢筋混凝土框架为支撑体系的支护结构有限元数解法

1 支护结构受力和变形全过程大型深基坑支护结构一般由挡土结构和支撑结构两部分组成.挡土结构大多采用钻孔灌注桩或地下连续墙;支撑体系根据所用的材料可分为钢支撑和钢筋混凝土支撑.钢筋混凝土支撑体系由于整体刚度好,在大型深基坑中应用越来越多.对于多道钢筋混凝土支撑的支护结构,施工中通常是分层开挖,分段逐道现浇支撑.根据基坑开挖的过程,这类支护结构的受力和变形过程大致如下(见图1).     

无支撑钢框架在高温下的楼层稳定性

受高温影响的钢框架的侧向稳定性与其在环境温度下的稳定性不同。这是由于高温下钢框架的弹性模量的降级将导致柱的横向刚度也跟着减少。在楼层屈曲理论的基础上调查无支撑钢框架在高温下的横向稳定性。首先,模拟一个钢柱暴露于高温之下,提出一个分析模型来测试无支撑框架中的轴向载荷、高温以及受热边界限制的钢管的横向刚度所带来的影响。之后,提出一个评估无支撑钢框架在高温下的稳定承载力的方法。数值实例用于展示所提出的方法的评估过程,并且研究不同场景中框架构架暴露于高温时框架结构的稳定性。使用有限元分析对所提出方法进行了数值分析,验证了该方法的有效性。     

多高层框架-弯剪型支撑结构的稳定性研究

在多高层框架-支撑结构中,支撑体系通常有剪切型、弯曲型和弯剪型之分,三类支撑之间没有一个定量的区分准则。本文在变截面、变轴力弯剪型支撑柱稳定分析的基础上,提出了三类支撑的定量划分准则。对弯剪型支撑-框架结构的稳定性进行了研究,得到了使被支撑框架发生无侧移弹性失稳的支撑临界刚度的简单式,它可以作为结构稳定性设计中判定框架失稳模式的标准。同时给出了支撑刚度较小时框架临界荷载于支撑刚度的简单关系,可用于弱支撑框架的稳定性计算。研究结果对于高层、超高层建筑结构的稳定计算具有重要意义。     

压型钢板支撑加固RC框架填充墙有限元分析

针对一榀钢筋混凝土(RC)框架填充墙结构和一榀压型钢板支撑加固RC框架填充墙结构,在低周反复荷载作用下进行抗震性能非线性有限元分析,通过试验数据验证有限元模型的有效性,并分析两榀框架的滞回曲线、骨架曲线、延性和刚度退化曲线。分析结果表明,加固后框架的最大水平荷载作用承载力为加固前的1.44倍,延性为加固前的1.12倍,抗侧刚度为加固前的1.28倍。最后,探讨压型钢板厚度和板型对结构承载力的影响。     

非均匀升温下无支撑钢框架稳定性分析

目前对钢框架稳定的研究主要基于钢柱均匀升温的假定。然而,实际火灾下,由于热浮力效应,建筑物内部的温度分布可能不均匀。该文基于楼层屈曲和两区域火灾模型概念,研究柱纵向非均匀升温作用下无支撑钢框架的弹性稳定性。首先,为模拟非均匀升温下的钢柱,给出一个可检验轴向载荷、非均匀升温分布、热边界条件对无支撑框架钢柱侧向刚度影响的分析模型。基于欧拉-伯努利梁理论推导出柱模型的侧向刚度方程。然后,采用该模型评价非均匀升温作用下无支撑钢框架的稳定性。采用数值案例分析非均匀升温作用下不同钢框架的稳定性,有限元分析方法验证了所给方法分析结果的有效性。     

K型偏心支撑钢框架耗能梁段长度探讨

通过对具有不同耗能梁段长度的K型偏心支撑钢框架的滞回性能与耗能梁段的耗能性能进行非线性有限元分析结果表明:随着耗能梁段长度的增加,K型偏心支撑钢框架的强度、刚度、延性和耗能性能均产生了不同程度的退化现象;耗能梁段越短,其塑性变形越大,由此而导致耗能梁段过早塑性破坏的可能性也就越大,而耗能梁段过长则抗震性能较差。最后,根据有限元模拟结果对耗能梁段的长度提出了设计建议。     

K-Riesz框架的稳定性

研究Hilbert空间的K框架与K-Riesz框架,得出了K-Riesz框架稳定性与扰动下稳定性的性质。     

偏心支撑钢框架的设计探讨

结合钢结构的发展前景 ,阐述了偏心支撑钢框架延性分析的必要性 ,并围绕结构的耗能问题进行多方面的探讨 ,提出了设计建议。     

偏心支撑框架抗震性能试验研究和有限元分析

通过偏心支撑框架低周往复荷载试验 ,研究了偏心支撑框架的抗震性能、刚度退化现象 ;通过有限元计算验证了剪切型梁段的屈服     

防屈曲支撑框架与普通支撑框架的抗震性能比较

利用有限元软件ABAQUS6.5对普通中心支撑框架结构、采用低屈服点钢材的防屈曲中心支撑框架结构模型进行了大震时程分析。发现采用低屈服点钢材的防屈曲支撑,不仅解决了支撑杆件的失稳问题,而且明显减小了结构位移等响应,优势明显。     

钢结构隅撑-支撑框架的耗能性能分析

介绍了一种新型的耗能支撑框架结构体系——隅撑-支撑框架结构,并对隅撑—支撑框架结构的耗能性能进行了介绍;最后,用有限元方法对隅撑—支撑框架的耗能性能进行了分析。分析结果表明,隅撑首先发生屈服,从而保护了结构的主构件,并提高了结构的耗能性能和变形能力。     

钢框架抗震改造的支撑系统研究

评估了采用不同支撑系统改造的抗弯钢框架的抗震性能。共采用3种结构形式:中心支撑框架、防屈曲支撑框架、巨型支撑框架。设计了一横向刚度不足的9层钢框架,满足规范对高地震灾害区域结构的侧移要求。用中心支撑、防屈曲支撑和巨型支撑改造框架。进行非弹性时程分析,评估地震作用下的结构性能。以局部变形(杆件转角)和整体变形(层间及屋顶侧移)为参数,比较改造框架非弹性性能的不同。结果表明:巨型支撑框架是最有效率的支撑系统,其最大层间侧移比抗弯框架低70%,比中心支撑框架低50%。侧移的减小量与地震特性有关,尤其是频率。防屈曲支撑的抗震性能仅稍优于巨型支撑框架,但其总质量更大。巨型支撑框架的杆件和节点用钢量比同心支撑框架低20%,既可降低费用又具有抗震优势。     

钢框架抗震改造的支撑系统研究

评估了不同支撑系统改造的抗弯钢框架的抗震性能。采用3种结构形式:中心支撑框架、防屈曲支撑框架和巨型支撑框架。设计了一横向刚度不足的9层钢框架,满足规范对高地震灾害区域结构的侧移要求。用中心支撑、防屈曲支撑和巨型支撑改造框架,进行非弹性时程分析,评估地震作用下的结构性能。以局部变形(杆件转角)和整体变形(层间及屋顶侧移)为参数,比较改造框架非弹性性能的不同。结果表明:巨型支撑框架是最有效率的支撑系统,其最大层间侧移比抗弯框架低70%,比中心支撑框架低50%。侧移的减小量与地震特性有关,尤其是频率。防屈曲支撑的抗震性能仅稍优于巨型支撑框架,但其总质量更大。巨型支撑框架的杆件和节点用钢量比中心支撑框架低20%,既降低了费用又体现了抗震优势。