钢支撑有限元模型刚度取值研究

目前常用数值方法模拟基坑支护、开挖,钢支撑大多采用梁单元进行模拟,其刚度通常按支撑圆管截面计算确定,但实际工程中,活络头特殊的构造和锁定方式削弱了钢支撑刚度。运用ABAQUS分析了考虑活络头构造的实体单元钢支撑和常规梁单元钢支撑刚度,提出了钢支撑刚度修正建议。基于实际工程,对钢支撑刚度修正前后有限元模拟结果与实测结果进行对比分析,结果表明,钢支撑刚度折减后有限元模拟结果更接近工程实测值,有限元模拟中采用梁单元钢支撑时应对其刚度进行折减,折减系数可取0.38。     

卡塔尔某超高层建筑部分预应力环梁设计研究

重力荷载作用下网筒结构外鼓及交叉柱间轴力差异将使环梁受到较大的拉力。为保证环梁具有适宜的刚度,控制环梁裂缝宽度,工程中部分环梁采用了部分预应力,并对预应力张拉施工全过程进行了施工模拟。环梁设计采用了预应力等效荷载和重力、风、温度、地震多种荷载组合下的最不利内力。预应力效应全过程整体分析为环梁及整体结构设计安全可靠提供了保证。     

千斤顶单元法在大跨度钢屋盖拆撑过程数值模拟中的应用

大跨度钢屋盖拆撑过程分析是目前大型工程建设中常遇到的施工力学问题,其求解的难点在于千斤顶工作机理、临时支撑与主体结构脱离和接触以及临时支撑回弹现象的模拟,尚未得到有效解决.基于通用有限元软件平台,利用其模块中的只压不拉杆单元和经典梁单元的独特性质,把这两个特性不同的单元并联在一起,通过耦合单元两端相应节点的自由度和修正单元的刚度,构造一种组合型千斤顶单元.引入刚化系数α和软化系数β分别对杆单元和梁单元的轴向刚度进行修正,研究给出了α和β的取值范围,使组合千斤顶单元具有实际千斤顶的性质.建立了拆撑过程分析的千斤顶单元法,能够模拟拆撑过程中千斤顶和临时支撑的工作机理及其与主体结构之间的相互作用.算例分析表明,千斤顶单元法理论正确,应用方便,可以用于实际工程中拆撑过程的模拟,能够分析主体结构及临时支撑内力和变形的变化历程.     

框架结构楼房内爆法爆破拆除数值模拟研究

通过运用ANSYS软件建立框架结构楼房的模型,采用改变柱、梁材料属性,结合结构力学、拆除爆破、数值模拟理论,采用理论分析、工程案例、数值模拟相结合的方法研究内爆法爆破拆除的机理、倒塌过程的数值模拟。致力于建立一套切实可行的建筑物内爆法拆除爆破计算机数值模拟,并比较采用不同起爆方式后的框架结构楼房倒塌效果,为理论研究的突破开辟一条新的途径。     

相邻框架柱预压作用下钢板剪力墙性能

研究施工过程中产生的相邻框架柱在预压作用下钢板剪力墙(SPSWs)的性能。首先,对有限元模型中使用的一些参数,如框梁、柱的刚度及荷载大小进行了讨论。其次,数值分析结果表明,预压缩的影响随SPSWs尺寸的变化而变化。此外,对加载过程中框架柱与SPSWs之间轴力的分配和转移进行了讨论。最后,给出预压作用下SPSW剪切承载能力的折减系数。     

重庆浪高凯悦大酒店预应力宽扁梁设计

介绍了重庆浪高凯悦大酒店工程有粘结预应力扁梁的设计特点。设计中应用有限元程序 ,分析了梁柱刚度对梁轴向预压力的影响。通过对柱及墙体预留后浇带减小了竖向构件对预应力梁的约束作用 ,降低了梁中的次轴力 ,使设计经济合理。其设计思想可供同类工程设计参考     

重庆浪高凯悦大酒店预应力宽扁梁设计

简要介绍了重庆浪高凯悦大酒店工程有粘结预应力扁梁的设计特点。在设计中应用有限元程序,分析了梁柱刚度对梁轴向预压力的影响。通过对柱及墙体预留后浇带减小了竖向构件对预应力梁的约束作用,降低了梁中的次轴力,使设计经济合理。对同类工程设计具有一定的参考价值。     

SATWE软件在工程设计中应用的问题探讨与研究

结合工程案例,详细阐述SATWE软件中的一些处理细节,在不同的结构和工况下,需要对软件自身的模型假定进行人为调整,主要对SATWE软件进行结构设计时的梁刚度放大系数、跃层柱计算长度、梁扭矩折减等问题进行了详细探讨。     

半刚性连接钢框架关键柱破坏后动力响应分析

框架中关键柱破坏后,节点的连接刚度将会影响剩余结构的内力重分配及动力响应。建立了9层Benchmark钢结构模型,以端部约束系数r为参数,采用拆除构件法对关键柱破坏后结构体系的动力响应进行了分析,同时分析了不同位置柱破坏对结构体系的影响。分析结果表明:与失效柱相连处的梁其靠近失效点的梁端弯矩随节点连接刚度的增加并无明显变化规律,远离失效点的梁端弯矩随节点连接刚度的增加而增大;与失效柱相连处的梁中轴力随节点连接刚度增大而急剧减小,节点连接刚度大于一定值时,梁中轴力变化不明显;节点连接刚度的提高可以减小结构中关键构件的内力及变形,提高结构的抗倒塌能力。     

异型柱结构中的梁刚度问题探讨

针对某采用钢筋混凝土异型柱结构的多层公寓工程实例,在SATWE程序中竖向构件分别按柱和墙建立模型,探讨此竖向构件按柱建立模型时的梁刚度折减问题,可供同类工程参考。     

锈蚀圆钢管再生混凝土轴压短柱受力性能研究

以名义锈蚀水平(0%、10%和20%)为变化参数,设计了6根圆钢管混凝土短柱进行轴压试验,观察了锈蚀圆钢管混凝土短柱的受力全过程和破坏形态,得到了构件的应力-应变关系曲线,重点分析了锈蚀对构件轴压性能的影响,得出锈蚀圆钢管混凝土短柱刚度退化规律以及损伤演变规律。研究结果表明：随着锈蚀水平的提高,钢管混凝土柱的承载力均下降,组合弹性模量不同程度降低,刚度损伤增大;核心混凝土的类型对锈蚀构件承载力影响不大。采用钢管壁厚折减法结合ABAQUS有限元软件对构件在轴压荷载作用下荷载-变形关系进行模拟,同时根据GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》公式进行计算,试验结果与模拟结果以及计算结果基本一致。采用钢管壁厚折减法能够有效计算锈蚀圆钢管再生混凝土的承载力。     

钢管混凝土整体结构优化设计

本文首先讨论了钢管混凝土轴压短柱的合理含钢率和框架中钢管混凝土格构式柱刚度折减系数的取值，然后用分部优化法、满应力法、应力－位移法编制了相应的钢管混凝土整体结构体优化程序，并采用文献［８］中的理论，编制了钢管混凝土抗侧力体系优化设计程序。     

地下室增层二桩一柱承台截桩次生内力计算方法研究

既有建筑地下室增层是城市地下空间开发的一个新思路,该过程常涉及截桩托换,截桩施工时控制结构内力变化对结构安全至关重要。本文研究了地下室增层桩基托换过程中由截桩引起的新增下柱次生内力。首先采用限元方法对截桩过程进行了数值模拟,而后分析了不同的连系梁/承台线刚度比对下柱次生内力的影响,结果表明当忽略梁板作用将承台简化为刚体、桩端简化为简支时轴力增量计算值最大;据此推导了两种二桩一柱承台下柱的截桩次生内力计算方法,可根据工程实际需要选用。     

上部边框柱外移时搭接柱转换结构的试验研究

通过一个缩尺比例约为1∶4的搭接柱转换结构模型试验,研究了搭接柱的传力机制、变形特征以及转换搭接柱上、下层梁的受力特点。研究表明,转换搭接柱刚度极大,上部竖向荷载以桁架模型传至下层柱,是良好的竖向荷载转换形式。转换层上层梁偏心受拉,下层梁偏心受压,能有效抵抗上部柱子轴力所形成的偏心弯矩。在总结了搭接柱转换结构各组成部分的受力变形特征后,提出了相应的设计建议。     

基于子结构模型的约束PEC柱抗火性能

利用有限元软件ABAQUS建立了包含部分梁、柱的约束PEC柱子结构温度场和力学分析模型,应用约束PEC柱的抗火试验数据验证了模型的合理性.对轴力作用下子结构在火灾下的受力性能进行了参数分析,分析了轴力比、轴向约束刚度、约束梁跨度、柱长度以及材料强度对子结构轴向位移和轴力的影响规律.结果表明:随着轴力比的增加,柱轴向变形峰值和轴力变化系数峰值减小;随着轴向约束的增加,柱轴力变化系数峰值增大,轴向位移峰值减小,高温压缩阶段的轴向位移趋于平缓;随着柱长度的增加,轴向位移峰值和轴力变化系数峰值略有增加;约束梁跨度、型钢屈服强度和混凝土抗压强度对柱轴向位移和轴力变化系数影响很小.     

预应力混凝土框架梁次轴力计算及其影响因素分析

现行国家规范(规程)仅对预应力次内力中的次弯矩和次剪力的计算方法做了规定,而对次轴力的计算并未做明确规定,只给出了相应的施工技术措施以减小超静定结构中次轴力对预应力构件的不利影响。推导了超静定结构中预应力次轴力的计算方法,并分析了柱截面刚度、梁的弹性模量和截面面积、梁跨度、层高、不同张拉方式等对其的影响。     

上部结构-筏基-地基共同作用子结构法FEM分析

应用子结构法理论,将上部结构刚度矩阵凝聚到筏板基础,同时将采用D—P模型的地基土体弹塑性刚度矩阵也凝聚到筏板基础上,建立了考虑上部结构、基础、地基共同作用的三维弹塑性有限元模型理论。利用此理论建立某工程框架结构裙楼一框架芯筒结构主楼一筏板基础一地基共同作用FEM模型,通过ANSYS程序对此模型进行数值模拟。结果表明,主楼结构的柱、梁应力在考虑共同作用比不考虑共同作用有增大趋势,群楼柱轴应力在考虑共同作用比不考虑共同作用小,而群楼梁弯应力却相反。并进一步分析得出考虑共同作用基础沉降差引起上部结构杆件应力重新分布,尤其是基础沉降差引起主楼的柱轴应力、梁弯应力的变化率大于群楼柱轴应力、梁弯应力的变化率的结论,该结论对以后工程设计有重要参考价值。     

吊柱式钢屋盖胎架法施工技术

吊柱结构形式与普通的梁柱结构形式不同,其传力途径为梁板结构→吊柱→大梁→立柱,吊柱的设计受力状态是受拉柱.结合工程实例,介绍了采用胎架法进行吊柱式钢屋盖安装施工的工艺要点和质量保证措施.实践证明,通过胎架支撑的合理设计、吊柱及桁架受力分析、胎架逐步拆除等技术措施,保证了施工过程的安全性.     

上部结构-筏基-地基共同作用子结构法FEM分析

应用子结构法理论,将上部结构刚度矩阵凝聚到筏板基础,同时将采用D-P模型的地基土体弹塑性刚度矩阵也凝聚到筏板基础上,建立了考虑上部结构、基础、地基共同作用的三维弹塑性有限元模型理论.利用此理论建立某工程框架结构裙楼-框架芯筒结构主楼-筏板基础-地基共同作用FEM模型,通过ANSYS程序对此模型进行数值模拟.结果表明,主楼结构的柱、梁应力在考虑共同作用比不考虑共同作用有增大趋势,群楼柱轴应力在考虑共同作用比不考虑共同作用小,而群楼梁弯应力却相反.并进一步分析得出考虑共同作用基础沉降差引起上部结构杆件应力重新分布,尤其是基础沉降差引起主楼的柱轴应力、梁弯应力的变化率大于群楼柱轴应力、梁弯应力的变化率的结论,该结论对以后工程设计有重要参考价值.     

贵阳未来方舟F3组团T1塔楼框架柱选型和结构设计若干问题分析

贵阳未来方舟F3组团T1塔楼结构总高度为287. 6m,出屋面造型钢桅塔高度为61. 5m,算至塔顶建筑高度为349. 1m,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系。通过工程实例分析探讨以下问题:对框架-核心筒结构框架柱不同柱距、不同柱截面形式,从经济性、实用性和施工工艺角度进行比选,以确定最优截面形式;楼层受剪承载力比计算中,框架柱抗剪承载力由框架柱两端的极限弯矩之和除以层高的规定,由于未考虑抗侧力结构间的变形协调及梁端的抗弯承载力,对不同工程有可能出现误判;超高层建筑出屋面高耸构筑物由于质量和刚度相对较小,对主体结构影响不大,但构筑物本身会有明显的"鞭梢效应",高振型对其也有不同程度的激励;按抗震能力的等能量原理,适当放松核心筒剪力墙轴压比,优化剪力墙截面厚度,仍可保证结构的安全性;通过考虑混凝土徐变的施工模拟分析,按墙刚度折减系数0. 6、分层刚度分层加载的施工模拟计算方法可满足工程设计精度的要求。