水平荷载作用下两种结构形式用钢量比较

针对框架结构和框架—支撑结构，从理论分析着手，分别推导了其用钢量与所受水平荷载的关系，并通过算例比较，说明了影响两种结构用钢量比值的参数，并分析了参数的影响程度。     

影响双向张弦梁结构受力性能的参数分析

为了寻求合理设计双向张弦梁的方法,考察双向张弦梁主要几何参数对结构用钢量的影响．运用基于平衡荷载态进行双向张弦梁优化设计的方法,以结构用钢量最小为优化目标,对结构的高跨比、垂跨比、两向间距比、平面长宽比以及影响预应力取值的平衡荷载值的大小5个参数进行系统深入的分析．结果表明：高跨比和垂跨比的增大对结构用钢量影响近似线性递减,两向间距比对结构用钢量影响不大,使得结构空间布置可以灵活处理,平衡荷载大小存在最优值且对结构荷载态的刚度影响很大．在设计中应首选加大结构高跨比,尽量增大垂跨比,通过计算平衡荷载值确定预应力取值．     

基于复形法的钢框架结构多目标多层次优化设计

以钢框架结构为研究对象,在钢框架设计理论及结构优化理论的基础上,以惯性矩为设计变量,构建反映结构抗震性能的总应变能最大化和反映结构造价的总用钢量最小化的多目标优化函数,通过改变加权系数调整结构应变能和结构用钢量在优化中的重要性程度,基于复形法思想借助Matlab编程进行结构层次优化设计,得到不同加权系数下优化后的结构应变能和结构用钢量。在此基础上,将构件惯性矩作为定值,以构件截面参数为设计变量,借助Lingo优化软件对钢结构构件进行优化设计,得到最优截面参数。与传统设计结果相比,优化后的结果不仅降低了结构用钢量,结构性能也得到了提升。     

多层大跨度桁框结构体系及优化设计

多层大跨度桁框结构主要由桁架梁和框架柱组成,在我国尚属新型结构体系,为探讨桁框结构合理的经济尺寸和用钢量,进而对结构初步设计提出优化建议;文章针对不同建筑尺寸、不同荷载情况,设计了21个桁框结构模型试件,并进行了用钢量分析,重点探讨了结构用钢量与楼面活载、开间、跨度、跨数、层数的关系。结果表明：多层桁框结构的单位面积用钢量与多层框架结构基本相同,跨度、楼面荷载对用钢量的影响最显著。分析发现桁框结构的经济跨度为18m左右,经济开间为6—10m,跨数不宜少于2跨。     

交错桁架结构的设计

采用PKPM系列软件和有限元程序SAP2000,分析了钢框架-剪力墙和交错桁架-剪力墙两种结构方案的抗震、抗风性能,以及在满足设计规范前提下的结构用钢量.对比设计结果显示,交错桁架-剪力墙比钢框架-剪力墙用钢量低,纵向框架结构形式对交错桁架的用钢量有一定影响,设计时宜采用剪力墙或支撑体系增强纵向框架刚度.     

四腿桁架式海上风机基础结构优化设计

针对四腿桁架式海上风机基础结构优化设计问题,建立了一种多准则多参数结构优化策略与方法,辅助四腿桁架式基础型式的设计工作并提高结构优化效率。依据设计经验,采用敏感性分析技术对各设计参数进行分级,并进一步采用逐级搜索策略给出了由各参数组合成的一系列优化方案。依据结构优化理论和相关工程经验,采用多准则控制算法对优化方案进行筛选,给出了最优的结构设计方案。应用该优化策略与方法对我国近海某海域拟建四腿桁架式风电结构进行设计,提高了设计效率,最终得到的结构优化设计方案与经验设计方案相比,材料利用率更高、结构用钢量更少,节省结构用钢量达30%以上。     

混凝土结构偏心受压构件在新旧规范中的比较分析

在相同设计条件下分别按新、旧规范计算了混凝土结构偏心受压框架柱的纵向钢筋用钢量，并对两者的差别进行了分析、比较，得出了框架柱纵向钢筋用钢量比值的变化规律。为减小框架柱用钢量的增幅，提出了一些参考建议。     

住宅类建筑结构用钢量的优化途径分析

一、住宅建筑结构用钢量对土建成本的重要影响随着房地产市场的竞争越来越激烈,控制土建成本已经成了各房地产商争取利润的重要措施。据统计,目前设计阶段确定的结构成本占土建安装成本的40%-60%。且建筑构件中用钢成本随着我国建筑钢材的价格的上涨,其占材料成本的比例逐步提高。建筑结构的构件布置、构件截面(包括混凝土强度等级)、配筋及构造等方面以及施工人员的技术水平及经验均对其成本产生影响。在保证结构安全、合理的前提下,合理节约结构的用钢量,控制单位面积用钢指标,是降低建筑工程造价的重要途径,也是广大设计师和房地产企业关注的焦点。二、影响结构用钢量的主要方面研究表明,住宅结构用钢量主要受场地类型和地质条件、建筑物体型和结构关键部位三方面的影响,具体     

营口市奥体中心体育馆屋盖结构优化选型

为得到营口市奥体中心比赛用馆屋盖结构的合理形式,基于通用有限元软件ANSYS及自主开发的辅助接口程序,对双层网壳及弦支网壳的两种结构形式进行了细致的受力分析,通过结构位移、支座反力、杆件内力及用钢量等参数的对比,确定了屋盖结构采用下层索在同一斜平面内的弦支网壳形式;同时对此结构形式进行更全面更具体的优化设计,从结构的总体变形、内力响应、用钢量等方面验证了此结构形式的合理性及可行性.     

开孔双层球面网壳结构的优化设计分析

以某火力发电厂干煤棚双层球面网壳结构为工程背景,以结构用钢指标为目标函数,利用有限元 软件 ANSYS 对该开孔双层网壳结构进行弹性阶段的整体优化计算,优化后节省钢材约 28.4%;进一步应用 ANSYS 参数化设计语言（APDL）进行编程,分析了网壳矢高、网壳厚度和杆件截面面积三个因素对用钢指标 的影响规律：本网壳结构用钢指标对网壳厚度变化最为敏感,杆件截面面积变化的影响次之,矢高变化对结 构用钢指标影响最小。     

带偏心钢支承钢筋砼框架动力反应(英文)

用动力分析软件对带偏心钢支撑钢筋砼二层框架结构进行了分析,单元模型建立时考虑了材料非线性和轴力与弯矩的相互作用.钢筋砼模型为三折线,钢支撑用非对称双线性模型.从地震动作用下的地震反应知,X-型支撑和K-型支撑有较小的位移、速度和柱剪力.偏心支撑框架有2个途径传递地震反应：柱和支撑与梁.     

地震作用下钢框架与中心支撑钢框架的对比研究

针对钢框架和中心支撑钢框架两类结构,利用非线性静力分析程序计算得到结构在弹性状态和弹塑性状态下的侧移刚度.输入地震波,调整加速度峰值,对结构分别进行弹性和弹塑性时程分析,讨论两类结构在地震作用下的结构响应和能量分布的异同.结果表明,中心支撑钢框架的受力性能优于钢框架.     

偏心支撑钢管混凝土框架－核心简结构的弹性时程分析

在钢管混凝土框架－核心筒结构外框架部分布置竖向偏心支撑和腰（帽）连偏心支撑,形成弱框架,有利于提高结构的整体性和抗震性能．通过算例比较了在多遇地震作用下,几种不同布置形式的偏心支撑钢管混凝土框架．核心筒结构的地震响应：（1）仅设置竖向偏心支撑;（2）在框架外围加设腰连和帽连偏心支撑;（3）加设腰帽连偏心支撑和伸臂支撑．计算分析表明,在框架外围加设腰帽连偏心支撑后,尤其是当部分腰连和帽连偏心支撑与核心筒相连形成伸臂支撑时,铜管混凝土框架．核心筒结构抗震受力性能明显提高．     

钢管混凝土框架结构抗震性能试验研究

通过2榀具有同一外形尺寸及用料的铜管混凝土框架在低周往复荷载下的试验,研究了该类型结构的破坏形态,变形特点,荷载－位移滞回模型及结构耗能比,分析了钢管混凝土框架结构的受力特点及抗震性能,为工程设计提供了试验依据。     

既有框架结构的新型等效简化动力模型构建方法

为了实现对长期服役后的结构在地震、风等动荷载作用下安全性和舒适性的评估,利用监/检测数据建立一个能准确反映实际建筑在地震、风等动荷载作用下动力响应的结构动力学模型至关重要。本文针对非常普遍的框架建筑结构,提出了一种基于少量移动传感器的框架结构等效简化动力学模型构建方法。首先,提出建筑结构等效简化模型构建的层间剪力等效原理,证明了以该原理构建的简化模型具备准确模拟实际建筑结构动力响应的能力。其次,推导了框架结构简化模型形式,并研究了简化模型参数特点。然后,提出了一种框架结构简化模型参数的迭代识别方法,实现了仅使用少量无线移动传感器的简化模型参数识别。最后,通过一个12层3跨钢框架结构数值模拟算例,研究了在不预知结构刚度退化的具体形式和仅使用少量移动加速度传感器的条件下,由本文所提方法构建的等效简化模型对实际框架结构在不同水平动荷载作用下结构动力响应的预测能力。数值试验结果表明,等效简化模型能准确模拟不同荷载工况下框架结构加速度和位移响应。因此,本文提出的框架结构等效简化模型构建方法将在评估既有框架结构在风、地震等动荷载作用下的结构安全性和舒适性方面具有重要的应用前景。     

钢框架结构直接基于位移的抗震性能设计

为更好地实现基于性能的抗震设计思想,采用一种直接基于位移的抗震设计方法对钢框架结构进行设计,依据初步设计的结构得到结构的屈服位移,根据大震作用下的设计目标位移,计算相应的延性系数,确定等效黏滞阻尼或强度折减系数,从而构造相应的高阻尼弹性反应谱或弹塑性反应谱,并得到相应的位移反应谱.以二折线模型模拟结构的性能曲线,在位移...     

考虑楼板影响的钢框架结构节点域数学模型

为研究混凝土楼板对钢框架结构节点域受力性能的影响,在有限元分析基础上,确定影响节点域性能的楼板有效宽度.根据对弹性和塑性阶段节点域的受力分析,提出了考虑组合效应的节点域数学模型,推导出相应的抗剪刚度和强度计算公式,并与有限元结果进行对比分析.研究结果表明:该数学模型能够很好地模拟考虑楼板影响的节点域的受力性能;在梁端弯矩相同情况下,作用在考虑楼板影响的节点域上的剪力比不考虑楼板影响的情况小.     

框架结构二阶内力分析

针对目前普遍采用的框架一阶内力分析所存在的精度不够及不安全问题,提出了框架的二阶内力分析方法.首先推导了基于几何非线性框架的转角位移方程,然后在算例中运用该方程求解有侧移框架的内力及侧移,并将其结果同该框架的一阶内力及位移进行比较,最后得出相应的结论.算例结果表明,二阶效应在框架分析中不应忽略.文章仅限于在材料线弹性范围内的应用.     

半刚性连接钢框架静力分析的精细传递矩阵法

针对半刚性连接钢框架对结构受力产生一定影响的问题,利用精细传递矩阵原理对其进行静力分析.采用三参数力学模型模拟半刚性连接梁柱节点的弯矩-转角性能,用螺旋弹簧模拟节点连接的半刚性.根据精细传递矩阵法原理和结构的平衡微分方程,推导了半刚性连接钢框架静力分析的精细传递矩阵,编制了相应的计算程序,并进行了算例计算.算例结果表明,该方法正确有效,可用于结构的初步设计和最终校核;梁柱连接的半刚性使结构的内力发生重分布,进行钢框架结构分析及设计时应考虑半刚性连接的影响.     

可替换式偏心支撑钢框架抗震性能

为了研究耗能梁段屈服类型、柱轴压和震后替换耗能梁段对可替换式偏心支撑钢框架抗震性能的影响,采用拟静力循环加载的方法对4个可替换式偏心支撑钢框架进行试验,并从滞回曲线、刚度退化、延性系数和构件应变等方面分析其抗震性能. 结果表明,耗能梁段屈服类型对可替换式偏心支撑钢框架抗震性能影响较大,随着耗能梁段从剪切型过渡到弯曲型,结构的承载能力、延性和耗能能力均呈下降趋势;随着柱轴压的增加,试件的初始刚度和延性系数逐渐降低;震后替换耗能梁段的模型与原模型相比,仅耗能能力有所下降,其余性能变化不大,说明这种结构具有良好的可替换性. 通过对应变分析发现,直至试验结束,耗能梁以外绝大部分区域仍处于弹性阶段,说明耗能梁段作为第一道抗震防线可以保护其他构件.