基于ANSYS的蜂窝梁受力性能分析

蜂窝梁作为一种经济合理的构件形式在工程中得到了广泛的研究和应用,但是关于孔洞对蜂窝梁弹塑性性能影响的研究还不够深入.利用非线性有限元分析方法对六边形孔蜂窝梁进行了弹塑性分析,研究了孔洞对蜂窝梁的应力分布、塑性区分布及挠曲变形的影响,并与实腹梁的受力性能进行了分析比较,对工程设计提出了建议.     

正六边形蜂窝型空间盒式结构受力性能对比分析

为了研究正六边形蜂窝型空间盒式楼盖结构体系在大跨度中高层建筑中的受力性能,根据工程实例,运用ANSYS有限元结构分析软件建立了不同平面楼盖结构布置的有限元分析模型,对比研究了正六边形蜂窝型空间盒式结构体系与正交斜放型空间盒式结构体系在竖向静力试验作用下的结构反应,研究了两种不同盒式结构楼盖的最大挠度、自振频率和整体刚度。研究结果表明,在竖向荷载作用下,正六边形蜂窝型空间盒式结构体系呈现三向传力特性,结构性能表现较好。相比正交斜放型空间盒式结构体系,正六边形蜂窝型空间盒式结构体系的楼盖跨中挠度较小,其整体性、稳定性更佳。依据模态分析方法,通过对比两种结构体系的自振频率与周期,得到了正六边形蜂窝型空间盒式楼盖结构体系的整体抗侧移刚度与空腹夹层板楼盖抗弯刚度均大于正交斜放型空间盒式结构的结论。从经济性层面上比较,得知在相同使用功能要求情况下,正六边形蜂窝型空间盒式楼盖结构体系的用钢量要远小于正交斜放钢混结构盒式结构体系的用钢量,更能节约建造成本。     

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。     

钢梁-混凝土剪力墙直交节点受力性能影响因素分析

目的为了深入研究钢梁一混凝土剪力墙直交节点的受力性能,提出可靠的构造措施．方法利用有限元软件建立合理的计算模型,将计算结果与试验结果对比,验证模型的合理性．利用有限元软件对不同锚板厚度、锚筋截面面积、锚筋布置方式、轴压比、混凝土强度的梁墙节点进行计算,对其受力性能进行分析比较．结果锚板厚度、锚筋布置方式对承载能力和抗震性能影响较大;锚筋直径和混凝土强度对其影响不大;较高的轴压比对其有不利的影响．结论改变锚板厚度和锚筋分布方式可明显提高节点的受力性能,该节点形式具有良好的应用和发展前景．     

波纹腹板H型钢梁的有限元分析

波纹钢板相对于平板具有更好的抗屈曲性能。采用有限元的分析方法,分别建立了平腹板和波纹腹板H型钢梁的有限元模型,采用两点加载方式对比考察了钢梁受弯段和剪跨段的力学性能。通过有限元分析对比,说明了平腹板H型钢梁与波纹腹板H型钢梁的承载力、破坏形态和变形曲线的差异。得到的结论可以为相关结构设计提供参考。     

方钢管混凝土柱-工字型钢梁节点受力性能的非线性有限元分析

针对采用缀板连接形式的方钢管混凝土柱-工字型钢梁节点的力学性能,利用ANSYS有限元分析软件进行了三维有限元模拟数值模拟,有限元计算结果与试验实测数据吻合较好。在此基础上,对若干影响节点受力性能的几何参数和材料参数进行了参数分析。结果表明,所建立的三维有限元数值分析模型是合理的,加劲肋的设置及缀板厚度等参数对节点受力性能的影响较为显著,而钢管混凝土柱的轴压比与钢管宽厚比等参数对节点的力学性能影响较小。     

圆钢管柱H型钢梁外加强环式节点性能有限元分析

应用有限元软件ABAQUS建立了7组圆钢管柱H型钢梁外加强环式节点分析模型,建立了包含梁翼缘宽度和厚度、梁腹板厚度和高度、圆钢管柱壁厚、外环板宽度、轴压比等参数的节点承载力和刚度评价公式。利用OpenSees软件模拟一组试验试件,试验试件中的节点参数选用已有的承载力和刚度评价公式,通过分析结果与试验结果的对比,验证了节点评价公式的正确性以及节点建模的可行性,该方法可以应用到钢框架节点设计研究中。     

楔形蜂窝工字钢压弯构件静力性能研究

为了节省钢材、提高构件的刚度和强度,在楔形构件和蜂窝梁的基础上提出了楔形蜂窝构件.介绍了楔形蜂窝构件的制作方法,采用试验研究了楔率和开孔尺寸对悬臂楔形蜂窝构件刚度和抗弯承载力的影响.在试验研究的基础上,建立楔形蜂窝构件的有限元模型,研究了悬臂楔形蜂窝构件塑性区域的应力和应变的分布情况.研究结果表明,将H型钢切割制成楔形蜂窝构件,抗弯刚度和强度明显提高.悬臂楔形蜂窝构件的极限承载力和刚度主要取决于构件大头的截面高度.当孔洞大小相等时,楔率增大,制成的楔形蜂窝构件大头截面变高,构件的刚度增大.当轴压比较小时,悬臂楔形蜂窝压弯构件可以近似的采用塑性铰模型;当轴压比较大时,利用塑性铰模型分析是不合适的.     

正六边形蜂窝型空腹楼盖混凝土板的有效宽度计算

为便于工程简化计算,将混凝土楼板和下空腹钢结构梁运用刚度等效原则简化为钢结构梁,利用有限元方法分析了正六边形蜂窝型空腹夹层板楼盖和刚度等效钢结构楼盖在竖向荷载作用下的静力特性,通过对比分析,研究了不同混凝土楼板参与宽度的竖向挠度,计算出钢-混凝土组合结构混凝土楼板的有效宽度,并分析得出的混凝土板有效结构宽度与混凝土板厚度和钢-混凝土组合结构厚度间的关系。研究结果表明：正六边形蜂窝型空腹夹层板楼盖结构的抗弯刚度随剪力键高度的增加而加大,上翼缘混凝土板有效结构宽度随剪力键长细比的增加而减小;混凝土板有效结构宽度随自身板厚的增加而增加,近似为线性增长。     

CFRP加固简支钢梁有限元分析

主要研究了碳纤维复合材料粘贴到钢结构表面用于结构补强与加固的技术特点,并对不同加固方式下的碳纤维增强复合材料(CFRP)加固H型受弯钢梁进行有限元计算,得到了它们的荷载-挠度曲线,分析不同使用状态下的构件碳纤维加固对其承载力、刚度等方面的影响.结果表明,与未加固钢梁相比,采用CFRP加固后的钢梁的承载力、挠度得到显著改善.     

基于Mathematica的蜂窝梁孔口应力集中问题的复分析

目的研究不同孔型的孔口应力集中问题,为蜂窝梁及其他开孔结构的工程设计应用提供参考．方法利用弹性力学的基本理论,运用复变函数的方法,引入保角变换,以无限大开孔板为例,借助Mathematica的符号计算功能,编制相应的程序对常用的蜂窝梁孔型-六边形、四边形、圆形孔口进行分析求解．运用孔口纯弯状态下有限元分析与理论计算结果进行对比和修正．结果计算推导得出了在几种不同应力边界条件下的孔口处的复应力函数,进而得到对应的孔口应力分布特征,借助有限元分析给出了纯弯状态下孔口应力的理论计算公式．结论孔口的应力集中程度随孔角曲率半径减小而加剧,圆形孔口能有效降低应力集中的影响,是一种理想的开孔形式．     

钢筋混凝土梁采用外粘钢板加固的有限元分析

利用成熟的材料本构关系和有限元分析方法,在不考虑钢板与所加固钢筋混凝土梁之间存在相对滑移的前提下,分析了粘钢前后梁的非线性性能,并比较了粘钢前后梁的极限承载力、挠度以及裂缝开展情况.并将ANSYS有限元分析结果与理论计算结果进行了比较.     

变截面梁扭转的有限元分析

推导了变截面梁单元的扭转刚度矩阵和等效节点载荷公式。对于截面半径按线性变化的梁,运用该扭转刚度矩阵将得到精确解。对于变截面梁的扭转,若用等截面扭转刚度矩阵分段近似,需采用较多的单元数,才能使结果收敛于精确解。     

具有厚型防火涂料的H型钢梁耐火性能参数分析

目的在相同极限耐火时间条件下,建立一种具有厚型防火涂料的H型钢梁的涂料厚度选择关系式．方法以辽宁鞍山市高官岭置业小区轻钢框架住宅的4号楼框架主梁GL2为分析对象,利用大型有限元软件ANsYs对具有NH（UN—H10）厚型防火涂料的GL2主梁进行耐火有限元分析,重点研究涂料厚度、导热系数、材料密度和比热等参数对钢梁耐火性能的影响．结果在一定范围内,钢梁的耐火性能随涂料厚度、密度和比热容的增加而线性增加,但随导热系数的增加而按双曲线降低．笔者给出了选取经济适用的钢结构厚型防火涂料关系式．结论对钢结构厚型防火涂料的参数分析得到的关系式可以很方便地估算出给定耐火时间下的H型钢梁的厚型防火涂料厚度．     

高托蜂窝式组合梁的计算方法与试验对比分析

研究了高托蜂窝式钢与混凝土组合梁的计算方法．按拟定的计算方法设计了三根梁，通过理论值与实测值的对比分析以及对梁在试验过程中的性态分析验证了理论计算及假设的正确性．     

考虑腹板屈曲后强度时钢梁刚度计算

利用腹板屈曲后强度设计的钢梁,达极限承载力状态时的截面刚度比梁全截面有效时的刚度小。本文使用有限元分析的方法,研究腹板高厚比和翼缘宽厚比对腹板屈曲后的梁截面刚度的影响。引入刚度修正系数来考虑梁截面刚度的减小,提出了简支梁有效截面惯性矩、刚度修正系数的计算公式和钢梁刚度的计算方法。     

非径向支承曲梁桥内力分析

导出了集中荷载作用下非径向非承简支超静定曲梁桥的内力解,此解具有广义性,可作为桥梁工程结构设计的参考。     

一种新型混合形式的混合连续梁桥结合段局部应力分析

本文以重庆长江大桥复线桥为背景,拟定了组合-混凝土混合连续梁桥结构形式．新拟定的混合结构形式中,钢混结合段采用填充混凝土后承压板连接方式,结合段内力的传递主要由承压板、预应力钢筋和PBL剪力板来完成．运用大型通用有限元软件ANSYS建立组合-混凝土结合段三维有限元模型．根据运营过程中各种最不利荷载工况,计算分析了结合段种工况下的应力状态,检验拟定结构的安全性和合理性．结果表明：结构中钢梁绝大部分应力值都在-200MPa-200MPa之间,混凝土大部分应力值都在-20MPa～3MPa之间．组合梁钢梁在折角和过渡处存在少部分应力集中现象,混凝土极少部分面积区域内力超过规范允许值,但总体满足规范设计要求,可以通过改善预应力钢筋和承压板、混凝土的连接,在钢梁折角处适当增设加劲肋和使用纤维混凝土作为加强措施．     

基于塑性理论的钢箱-混凝土组合梁抗弯强度计算

为研究钢箱-混凝土组合梁的结构性能,分析其强度的主要影响因素,利用截面数值积分方法,考虑材料非线性,对钢箱-混凝土组合梁受力全过程的行为进行了理论分析,分析结果与试验结果基本相符;基于塑性理论提出了梁抗弯强度实用计算公式,计算结果与试验结果吻合良好;利用计算公式对钢箱-混凝土组合梁顶板、底板、腹板厚度、混凝土强度等主要参数对梁的抗弯强度的影响进行了分析,结果表明,钢板厚度变化对梁的强度的影响强弱依次为：底板〉腹板〉顶板,提高混凝土强度可以明显提高梁的强度。     

型钢混凝土梁剪切强度研究

作者通过17个型钢混凝土梁(SRC)的试验,对型钢混凝土梁的破坏模式、传力机理及剪切强度进行了探讨。最后提出了型钢混凝土构件剪切强度的实用计算方法。