蒙皮效应对门式刚架结构山墙设计的影响

通过建立计算机模型进行数值实验的方法,对门式刚架结构整体受力进行模拟.根据模型计算结果,分析了考虑蒙皮效应时,山墙支撑对柱顶侧移的影响;分析了考虑和不考虑蒙皮效应时,有支撑山墙及中间榀刚架的内力变化规律.分析结果表明：山墙的抗侧移刚度是蒙皮效应发挥作用的重要影响因素.只要山墙得到很好的约束,在通常情况下不必加横向抗侧支撑.在考虑蒙皮效应时,屋顶的压型钢板把中间榀刚架所承受的部分荷载传递给山墙,山墙刚架左右两侧主要控制截面的轴力、弯矩、剪力之差扩大,与中间几榀刚架趋势正好相反.     

联肢墙和墙--框架复合体系的侧移系数

本文为高层房屋各种联肢墙和墙—框架复合体系导出了统一的侧移微分方程,在推导中考虑了墙肢的弯曲变形和剪切变形、墙肢和框架柱的轴向变形、联肢墙连梁的弯曲和剪切变形、墙肢基础的弹性转动、框架柱的P—△效应等因素;在施于任意标高的单位水平力这种一般荷载形式作用下,对上述基本微分方程求解,从而推得可用来计算体系侧移刚度矩阵的侧移系数公式。     

基于Hamilton原理分析柱脚铰接弹性刚架的静力屈曲

基于Hamilton原理导出刚架屈曲的控制方程,求解控制方程,得出了有侧移和无侧移刚架屈曲的计算长度系数μ的解析表达式,给出了刚架屈曲时梁柱的模态方程,画出了不同梁柱线刚度比G下的屈曲模态图.用MATLAB编程计算得到刚架屈曲时的计算长度系数μ的范围,进一步得到了弹性刚架的静力屈曲荷载.结果表明:刚架的计算长度系数随着梁柱线刚度比的增大而减小;有侧移刚架的计算长度系数高于无侧移的,其最小倍数约为2.7,有侧移刚架计算长度系数的范围为2～+∞,无侧移为0.7～1;柱的屈曲模态随着梁柱线刚度比的增大而逐渐明显,梁的屈曲模态与梁柱线刚度比无关.用ANSYS对其进行计算机模拟,其模拟结果和理论值基本吻合,其误差不超过0.4%.     

带加强层高层建筑中加强层刚度的合理取值

参考已有简化理论分析结果,提取出带加强层高层建筑结构顶点侧移的主要影响因素.采用sap2000对带加强层高层建筑进行有限元分析,研究了倒三角形侧向荷载作用下结构侧向刚度、构件内力与加强层伸臂相对刚度及外柱相对刚度的关系.分析了带加强层高层建筑结构在侧向荷载作用下的受力性能,提出在适当加强加强层附近楼层的前提下,通过结构侧移及构件内力与加强层伸臂刚度、外框架柱的刚度等的关系曲线对带加强层结构伸臂刚度取值进行优化,可供此类结构的设计参考.     

联肢剪力墙在水平荷载作用下的简化计算

本文将水平荷载所产主的层间剪力在各墙肢间按层间侧移刚度进行分配,每个墙肢按所分配到的作用力分别单独计算。自顶层开始,采取逐层往下递推计算的方法。该方法可用于各层层间刚度相同或不同的联肢剪力墙的计算。     

用力矩分配法计算水平荷载作用下单跨对称斜柱刚架——几个基本公式的推导

设横梁的抗弯刚度为■,则荷载作用下柱端弯矩即所求的固端弯矩。因结构对称,可采用半刚架计算,如图一b)所示。设i点的水平位移为△,则斜柱两端的相对位移△_(ik):     

多层柱间支撑门式刚架结构的纵向抗震性能研究

当门式刚架结构高度较大时,设置多层柱间支撑可为刚架柱提供侧向支承点以减小柱平面外计算长度,从而减小柱截面并节省钢材,是一种合理的做法,然而对采用多层支撑的门式刚架结构纵向抗震性能研究较少.为研究门式刚架结构采用多层柱间支撑时结构的纵向抗震性能,采用有限元软件ABAQUS对按现行相关规范设计的五个门式刚架结构在纵向地震作用下的抗震性能进行了动力弹塑性时程分析,研究多层柱间支撑门式刚架结构在纵向地震作用下的受力性能、破坏机理.结果表明:多遇地震作用下,结构纵向侧移较小,满足变形要求;罕遇地震作用下,结构纵向存在侧移不均匀、支撑塑性破坏及刚架柱在支撑平面内弯曲等问题,不满足抗震要求.本研究深入分析了产生以上问题的原因,为该结构纵向抗震性能的理论分析和工程实践提供参考.     

摩擦耗能部分自复位连接组合框架边节点抗震性能试验研究

为进一步研究摩擦耗能部分自复位连接新型卷边PEC柱-钢梁组合框架边节点的抗震性能,考虑PEC柱布置方式和柱顶竖向力2个设计参数设计制作3个缩尺试件并进行了拟静力下抗震性能试验研究。根据试验测试结果,对试件承载力、节点转动刚度、残余侧移角、滞回耗能和节点受力机理等方面进行了分析。研究结果表明：摩擦耗能部分自复位连接可通过摩擦板摩擦滑移耗散地震能和预拉杆实现自复位功效,且整个加载过程中结构主体构件梁柱处在弹性状态;PEC柱顶竖向力明显提高了其初始抗弯刚度,而其二阶效应加快了连接的耗能发展进程,且PEC柱的布置对初始抗弯刚度、刚度退化和耗能发展进程影响较小;试件SMJ–2加载至试验结束对应层间相对侧移3.182%,其残余侧移角小于0.005 rad,即具有极佳的自复位功效,试件SMJ–3加载至中震层间相对侧移限值1/50和大震层间相对侧移限值1/30,其残余侧移角分别小于0.005和0.01 rad,自复位功效良好,而试件SMJ–1在加载至中震层间侧移限值1/50,其残余侧移角小于0.01 rad,但随后加载产生的残余侧移角由于竖向力二阶效应而增大趋势明显,自复位功效相应减弱。     

刚架三柱端弯矩方程与三跨弯矩方程

分析单层刚架连续三柱的柱端弯矩的参考弯矩图的力平衡和位移协调,产生三柱端弯矩方程.利用在连续两个结点上的三柱端弯矩方程,消去侧移分量产生刚架连续三跨的柱端弯矩与荷载关系的三跨弯矩方程.三跨弯矩方程是适用于有侧移或无侧移刚架的通式.     

环带对带水平伸臂的高层结构力学性能的影响

探讨了高层框架-核心筒结构在水平荷载作用下的侧移控制方法,分析了设置水平伸臂构件和环带构件对减小这类结构侧移的作用机理。对一60层的框架-核心筒结构通过改变水平伸臂构件、环带构件的设置情况而形成的不同结构方案,采用常用结构设计的三维有限元分析软件ETABS分别对其分析计算;探讨了水平伸臂以及不同刚度的环带对结构自振周期和结构顶点侧移的影响;研究了环带对核心筒剪力的影响,环带对外框柱轴力的影响。分析表明:环带的设置、环带本身的刚度对高层框架-核心筒结构的顶点侧移和自振周期有较大影响;能有效调整外框柱的轴力分布,更好地发挥外框柱的整体作用;环带的设置会加大水平加强层的剪力突变这一不利现象。     

柔性地基情况下应用离散力法计算剪力墙结构

剪力墙结构计算通常采用有限元方法、框架近似法和连续化方法,这些方法计算量大。为此,探讨一种简单、适用的离散力法。将结构经适当简化,取连梁中点的剪力作为基本变量,建立层间协调方程,从而确定层间内力和位移。该方法可大大降低分析工作量,算例表明计算精度与常用的连续化方法结果极其接近,表示该方法精度可靠。文章进一步探讨了柔性地基情况下结构内力和侧向位移随地基刚度变化的规律,发现柔性地基假设结构的层间剪力较刚性地基假设结构的层间剪力小而侧移有所增大。     

建筑结构考虑刚度变化的Pushover水平侧向力分布

为了考虑层间刚度对竖向不规则结构非线性静力分析结果的影响,提出了建筑结构考虑刚度变化的水平侧向力分布计算方法.在总结几种常见水平侧向力分布形式、分析单自由度体系运动方程的基础上,给出了单自由度、多自由度体系水平地震力与层间刚度的关系,提出了改进的水平侧向力分布形式.算例计算表明,本文方法可以找到多种侧向刚度不规则结构的薄弱层,得到的楼层侧移和层间位移角与时程分析结果符合较好.     

中高层异形柱框-剪结构的剪力墙抗侧刚度优化

综合考虑剪力墙剪切变形、异形框架柱轴向变形和连梁刚度对异形柱框架-剪力墙结构的抗侧刚度的影响,对抗震设防区的中高层钢筋混凝土异形柱框架-剪力墙结构体系住宅进行剪力墙抗侧刚度的优化,同时采用底部剪力法分析剪力墙抗侧刚度与水平地震作用的关系,考虑层间位移、刚重比、剪重比等约束条件建立优化数学模型,并结合新规范给出模型的数值解．算例结果表明本优化模型可行、有效．     

剪力分配法与力法联合计算有侧移刚架

本文通过建立较为理想的力学计算模型,并结合传统算法。提出了一种新的手算方法。该法可用来分析承受侧向荷载作用的有侧移刚架的内力。     

单斜杆偏心支撑钢框架的弹性抗侧刚度

为了明确单斜杆偏心支撑框架结构体系的传力路径和内力分配,便于计算层间侧移和耗能连梁转角,采用结构力学方法给出了单斜杆偏心支撑框架结构在侧向力作用下的耗能连梁剪力和支撑轴力表达式,依据小变形假定和胡克定律,推导出了单斜杆偏心支撑的弹性抗侧刚度,通过30个算例分析表明:弹性抗侧刚度计算公式误差仅为10%左右;耗能连梁剪力和支撑轴力计算公式具有较高的精度,可用来确定构件的弹性内力,并提出了支撑斜杆的简化设计方法.     

阶形桥墩的计算长度分析

为了确定桥梁结构设计中阶形桥墩柱的计算长度,推导出阶形柱屈曲方程的递推公式;将周围墩柱对计算柱的侧向约束用一柱顶弹簧表示,并推导出在此边界条件下阶形柱的临界荷载特征方程;通过编程和Sap2000有限元建模,对一典型实例进行了数值分析;结果表明,编程计算结果与Sap2000模拟结果几乎完全一致;柱顶弹簧刚度是影响阶形柱计算长度的重要影响因素,而一般可忽略剪切变形对计算长度影响;中间各段的计算长度系数一般大于上下两端的计算长度系数.     

迭代法的一种加快收敛办法

对于柱刚度大于梁刚度的多层刚架和复式刚架,卡尼迭代法的收敛速度十分缓慢。在文献[1]、[2]、[3]、[4]中曾对这个问题进行过探讨。本文办法是先组成并计算一个有侧移的单柱刚架,求得原刚架角变弯矩或结点转角的估算初值,然后进行迭代,从而使迭代次数大为减少。这种办法对这类收敛缓慢的问题,效果很显著。     

卡尼法刚架计算中的数据组织与程序设计

用卡尼法计算有侧移刚架具有简捷、精度高,便于校核等优点。但一般只是用于计算节点较少的刚架,目前还没有见到卡尼法计算多层刚架的电算程序。复杂的刚架计算仍只能籍助于有限元方法,而有限元占用内存大,数据准备工作繁复,不便于在微型计算机上运行。本文采用类似于图形算法的策略,根据多层多跨刚架的网状结构特征,建立一个描述节点间相互关系的简单矩阵(即所谓刚架的关邻矩阵)将有关数据组织起来,编制了卡尼法计算程序。使复杂的刚架计算简便易行,在低档微机上也可以快速准确地求解。     

有侧移框架二阶效应的弹性分析

目的对有侧移框架进行二阶效应的弹性分析,以及梁柱线刚度比对有侧移框架二阶效应的影响.方法采用转角位移法推导了考虑二阶效应(P-Δ效应和P-δ效应)的转角位移方程.结果算例中应用该转角位移方程求解有侧移框架的二阶内力,并将结果同该框架的一阶内力进行比较,二阶内力的存在并不是使所有杆件的内力都增加,在柱底处二阶内力较一阶内力小,而在柱顶处二阶内力较一阶内力大.考虑二阶内力后梁端的弯矩较不计二阶内力影响的弯矩有所增加.不受均布荷载的杆件的弯矩图是直线,而在考虑二阶效应后却变成正弦曲线.结论对于单层单跨框架,梁柱线刚度比越小对二阶效应的影响越大.     

考虑柱体摇摆效应的半刚性榫卯柱架弹性抗侧刚度简化计算方法

为了准确描述半刚性榫卯柱架在水平荷载下的抗侧行为,提出能够综合考虑榫卯节点半刚性和柱体摇摆效应的弹性杆-弹簧单元的简化分析模型.分别采用直接刚度法和静力凝聚法计算得到柱架的整体刚度矩阵和抗侧刚度表达式,通过计算值和拟静力试验结果的对比,验证了模型的有效性.选取木材弹性模量、榫卯刚度、柱高及竖向荷载为研究对象进行拓展参数...