半刚接钢框架系统刚度可靠性对随机变量的敏感性分析

本文将梯度优化法与有限元法相结合,研究了结构失效模式可靠度对隐式随机变量的敏感性,并用PNET法分析了结构系统刚度可靠度对随机变量的敏感性。通过三个算例,对影响半刚接钢框架系统刚度可靠度的多个随机变量进行了敏感性分析,结果表明:在中高层钢框架中,结构系统刚度可靠度对连接刚度Rk的均值敏感性更为显著,而对其变异系数和分布类型的敏感性较小,在结构设计中应慎重考虑。     

半刚性钢框架梁柱弱轴端板连接的试验研究和有限元分析

空间钢框架结构的高等分析必须考虑梁柱弱轴连接的抗弯性能。为研究钢框架梁柱节点弱轴端板连接的性能,进行2个边柱弱轴端板连接试件和2个中柱弱轴端板连接试件的单调加载试验,并建立有限元分析模型。为与试验结果对比,有限元分析采用的构件几何尺寸、材料特性等参数和加载过程均与试验相同,对比显示有限元分析结果和试验结果吻合较好。明确了弱轴端板连接的应力分布、塑性发展、变形特点和破坏模式。研究表明:①梁柱弱轴端板连接具备一定的转动变形能力和良好的弯矩承载能力,在端板受拉区可能形成塑性铰;②梁端弯矩较小时弯矩-转角曲线就体现出非线性的性质,弱轴端板连接属于典型的半刚性连接;③中柱节点和边柱节点弱轴端板连接的承载力基本一样,但半刚性特性差别很大。     

T型钢连接钢框架节点半刚性性能分析

利用有限元分析软件ANSYS对节点进行建模,分析结构在承受竖向荷载下的刚度、变形、承载力、破坏形式等特征,总结了对T型钢连接构造的一些建议,并通过模拟分析及试验对比,得出了一些有益的试验结论。     

半刚性连接钢框架抗震性能分析

通过ANSYS分析软件,对结合工程实际设计的10个系列,共50个有限元试件进行时间历程分析,初步探讨了框架层数、框架跨数,尤其是梁柱连接节点的转动刚度等参数对钢框架抗震性能的影响。分析表明:随着节点转动刚度的降低,框架的整体刚度在下降,框架的延性增加;半刚框架在一定范围内增大了结构的侧向位移,降低了柱底剪力,在地震荷载作用下具有良好的抗震性能。     

半刚性钢框架滞回性能的数值模拟分析

利用有限元分析软件ANSYS对单腹板角钢连接、双腹板角钢连接、顶底角钢连接、带双腹板的顶底角钢连接四种不同连接方式的钢框架进行非线性有限元分析。采用Kishi-Chen幂函数模型和COMBIN 39单元模拟半刚性连接的非线性行为。通过比较四种不同连接方式钢框架的滞回曲线,探讨半刚性连接方式对钢框架耗能能力的影响,为半刚性连接钢框架的设计提供参考。     

半刚接钢框架地震响应分析

采用修正后的半刚接梁单元的差值函数,推导了半刚接钢框架动力有限元的质量矩阵和刚度矩阵,建立了可用于程序设计的半刚接钢框架动力有限元方程。对半刚接钢框架进行了数值模拟分析。研究了在地震波激励作用下,半刚性节点初始刚度对钢框架柱底剪力、顶点位移的影响。     

Y型偏心支撑半刚性连接钢框架动力性能研究

Y型偏心支撑既能提供足够的弹性刚度,又能使结构具有很好的抗震性能;半刚性节点对钢框架结构的性能影响很大,在进行钢框架结构设计时必须要考虑半刚性的影响。将Y型偏心支撑与半刚性连接结合起来的结构形式是一种新型抗震结构体系。运用结构通用有限元软件MIDAS GEN建立不同连接刚度的半刚性连接Y型偏心支撑钢框架模型。并对其进行模态分析、多遇地震下和罕遇地震下的时程分析,得到各不同连接刚度Y型偏心支撑钢框架的自振周期、层间位移、层间位移角及顶点时程位移曲线。通过对比分析可知,半刚性连接对Y型偏心支撑钢框架的抗侧刚度有很大影响,半刚性连接可以很好地改善结构的抗震性能。Y型偏心支撑与半刚性节点都可以提高结构的抗震性能,两者相结合的结构形式有很好的应用前景。     

栓接H型钢梁柱十字半刚性节点初始转动刚度计算

在复杂钢结构组合节点的弹性分析和使用阶段的计算时,需要确定节点的初始转动刚度。为此,本文采用ABAQUS软件对12个试件展开了非线性有限元分析,获得了栓接节点梁在弯曲荷载作用下的破坏模式及转角-弯矩曲线。同时,基于材料力学和结构力学的基础理论,介绍了一种栓接H型钢梁柱十字半刚性节点初始转动刚度的计算方法,并与现有试验结果进行了对比。     

火灾中半刚性型钢梁柱节点的刚度分析

采用通用有限元软件ANSYS,研究火灾中半刚性型钢梁柱节点的刚度,分析材料特性、几何条件等参数对刚度的影响。恒温下,梁上竖向荷载变化时,提出H型梁柱节点的刚度公式,并用ANSYS分析结果进行验证。恒载下,温度变化时,节点的刚度公式偏保守。     

钢框架梁柱铸钢件连接节点静力性能研究

提出了一种新的半刚性连接节点形式——铸钢件连接节点,为了研究影响铸钢件连接节点静力性能的因素,采用ANSYS软件进行大量的非线性有限元分析,研究了铸钢件加劲肋厚度、短肢厚度、长肢厚度、螺栓间距等因素对此连接性能的影响。结果表明：设置加劲肋对节点的极限承载力和初始转动刚度影响很大,加劲肋厚度变化影响不大,竖向间距影响比水平间距大。     

钢筋混凝土T梁HB-FRP抗剪加固试验和数值模拟

基于室内模型试验,开展了混合黏结纤维增强复合材料(HB-FRP)抗剪加固钢筋混凝土T梁的受力性能研究.对未加固、外贴纤维增强复合材料(EB-FRP)加固及HB-FRP加固T梁进行了破坏性对比试验,并采用Abaqus软件建立了精细化有限元模型,对比分析了试验和数值计算结果,验证了有限元模型的准确性;在此基础上进行参数分析,研究了混凝土强度、箍筋间距、FRP条带数量及FRP厚度对加固梁抗剪承载能力的影响.结果 显示:HB-FRP抗剪加固梁的剪切裂缝间距要小于EB-FRP加固梁的裂缝间距;EB-FRP加固梁发生黏贴区域大面积剥离,而HB-FRP加固梁仅在相邻钢扣件间有裂缝的区域出现了剥离,钢扣件有效抑制了裂缝剥离扩展;HB-FRP抗剪加固梁的FRP应变水平为EB-FRP抗剪加固梁的2倍,表现出了较好的延性.综合考虑未加固梁、EB-FRP加固梁及HB-FRP加固梁的参数分析结果,对钢筋混凝土T梁抗剪承载能力的影响因素按照重要性降序为:混凝土强度、箍筋间距、FRP间距、FRP厚度.     

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。     

屈曲约束钢板剪力墙-钢框架的宏观单元模型

为简化屈曲约束钢板剪力墙 钢框架的设计过程,提出了两元件宏观单元模型,对屈曲约束钢板剪力墙-钢框架的力学性能进行模拟。基于理论分析与试验数据,得到了宏观单元模型中剪切弹簧的骨架曲线、滞回规则和弯曲弹簧骨架曲线,并将上述各项参数值与试验值进行了对比,同时还将采用宏观单元方法建模的数值模型结果与采用精细有限元方法建模的模型结果进行了对比。结果表明:理论推导得到的各项参数值与试验值吻合良好;采用2种不同方法建模的数值模型结果基本一致;该宏观单元模型的各项参数取值准确,并且能够精确反映该类结构的真实力学性能。     

基于ANSYS的塔式起重机结构模态分析

塔式起重机在工作时由于振动引起较大的动态应力,因而可能造成钢结构的破坏,因此在塔机的设计中动力学设计是必不可少的一部分,用有限元软件ANSYS,建立了完整的塔机动态分析模型,并对QTZ25塔机进行了模态分析,再通过结果的对比分析,证明了该方法的可行性,为快速、准确的进行塔机结构动态分析提供了一种新的途径。     

钢拱塔斜拉索锚固区局部应力分析

以实际工程为背景,利用有限元分析软件ABAQUS建立了桥梁钢拱塔斜拉索锚固区局部构件的空间计算模型,对承受最大索力和钢拉杆力的锚固段进行了有限元静力分析,研究了该锚固区各板件及焊缝的应力分布及大小。结果表明,该耳板式锚固结构传力流畅,力在各板件和焊缝上分布较均匀,耳板应力水平最高,由耳板控制设计,适当增加耳板厚度和长度可以提高结构承载能力。     

典型性十字钢框架节点受力性能的有限元分析

对十字钢框架节点在设计荷载组合下的受力性能进行了有限元分析及试验研究,描述了节点在荷载作用下应力、应变及变形的发展过程,并将有限元分析与试验结果进行了比较。在此基础上得到一些对十字钢框架节点的设计、工厂加工的有益建议。     

插盘式脚手架试验研究及受力分析

为研究插盘式脚手架的力学性能,进行了节点单向、双向拉伸及单向压缩试验,得到其破坏模式及荷载-位移曲线;现场对单跨两步脚手架体系进行堆载试验,得到各杆件应力.建立三维杆系有限元计算模型,模拟脚手架体系堆载试验,采用弹簧单元模拟插盘式节点,轴向线刚度取节点试验值,通过改变弹簧单元的切向刚度和转角刚度对整个结构进行参数分析,得到与试验结果较吻合的数值分析模型,并与节点铰接的模拟结果进行对比.分析表明:插盘式节点采用弹簧单元可以更好地模拟结构的受力状态,需要考虑弹簧的轴向刚度和切向刚度,但可以忽略转角刚度.     

钢管十字插板连接承载力试验研究及有限元分析

为了研究广东某新建220 kV输电钢管塔交叉斜材连接所采用的十字插板连接形式的受力性能,选用连接处8组足尺连接节点进行承载力试验,连接件形式分别采用普通条形板、角钢、弯折板;结合试验结果,运用ANSYS软件对试件进行非线性有限元分析及参数分析,给出了连接件面积与钢管面积比值、钢管开槽长度与钢管管径比值的临界解。结果表明:该输电塔交叉斜材钢管管径配合下的十字插板连接安全可靠但不够经济,在轴压作用下采用近似等面积的角钢和弯折板连接件形式对节点承载力无影响;连接件面积与钢管面积比值大于临界解时,钢管发生弹塑性失稳破坏,小于临界解时,十字插板连接位置发生破坏。     

RC框架填充墙的计算模型探讨

为了使建筑结构设计过程中,合理考虑填充墙的作用,总结并探讨了RC框架填充墙的计算模型。砌体填充墙计算模型主要包括斜压杆模型、匀质化连续有限元模型及精细化有限元模型。通过分析及实例验证表明,填充墙采用匀质化连续模型,墙-框截面采用界面单元模型计算,能较好地评价RC填充墙框架的性能,应用于实际工程是可行的。     

双肢冷弯C型钢门式刚架节点抗震性能研究

针对双肢冷弯C型钢门式刚架梁柱节点建立ANSYS有限元模型,并进行循环加载计算,提取了节点的应力云图、M-θ滞回曲线和骨架曲线等;考察了该类节点的破坏形态、极限承载力、初始刚度、刚度退化、延性和耗能等方面的性能,探讨了多种因素对节点抗震性能的影响,并对此类节点的抗震性能做出评价,给出设计建议。研究发现:该类节点的破坏形态有节点板弯扭屈曲和梁C型钢弯曲屈曲两种;节点板厚度、螺栓间距、C型钢厚度、腹板高度和屋面坡度的增大可以不同程度地提高节点的承载力和初始刚度,而螺栓直径和翼缘宽度对其影响很小;发生梁C型钢弯曲屈曲的节点较发生节点板弯扭屈曲的节点延性和耗能性能好,符合抗震设计要求。