框架中长柱与节点小偏压力学性能分析

哈尔滨科技大厦外框架柱采用了一种新型组合结构柱——钢管约束钢筋混凝土柱,本文依据哈尔滨科技大厦设计结果,在合理简化力学模型的基础上,选取材料的本构模型,利用大型通用有限元软件ABAQUS对哈尔滨科技大厦外框架中长柱与节点的力学性能进行了全过程分析.着重研究了外框架中长柱与节点在小偏压的情况下,钢管对节点力学性能的影响.在本文的研究基础上,可采用ABAQUS软件对同类工程节点的小偏压力学性能与工作机理进行深入分析,本文的相关结论可供相关研究与哈尔滨科技大厦外框架柱与节点的设计与施工提供参考.     

新型钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点的有限元分析

本文研究一种新型的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁节点,即在钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱连接区,钢管局部开矩形孔、节点区域钢管加强,使钢筋混凝土梁中的纵向钢筋直接伸入节点,节点混凝土与梁中混凝土成为整体,方便施工且保证了节点刚度。本文在选择了合理的钢材和混凝土的本构关系模型的基础上,利用通用有限元软件ABAQUS对这类新型的钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点的受力性能进行了较为深入的研究,研究结果表明,这类节点可以实现"强节点弱构件"的抗震设计要求。本文的研究成果可为相关研究和工程实践提供参考。     

新型钢管混凝土板柱节点弹性有限元受力分析

对于节点区内柱钢管不连通式钢管混凝土柱-平板节点这一新型节点型式,采用ABAQUS软件对其轴压和偏压性能进行系统的分析,研究节点在轴心受压和偏心受压情况下的应力分布,探讨不同构造方式对节点受力性能的影响及节点的受力机理。为其实际应用提供参考。     

ABAQUS软件在建筑结构构件和节点分析中的应用

介绍大型通用有限元软件ABAQUS在建筑结构构件和节点分析中的应用,具体包括钢筋混凝土构件、新型钢管混凝土组合构件、钢筋混凝土剪力墙、钢管混凝土梁柱节点以及复杂的铸钢节点、柱脚等分析实例,可为相关工程设计提供参考。     

六边形钢管混凝土双向偏压柱的力学性能研究

对六边形钢管混凝土柱在双向偏压荷载作用下的力学性能进行研究。在确定钢和混凝土本构模型基础上,运用有限元软件ABAQUS模拟典型六边形钢管混凝土双向偏压构件的荷载-变形曲线,开展工作机理分析和参数分析。机理分析表明:在双向偏压荷载作用下,六边形钢管混凝土柱表现出较高的极限承载力和延性;钢管对混凝土可起到有效约束作用,角部区钢管对混凝土的约束效果高于平直段钢管。参数分析表明:在小轴压比情况下,六边形钢管混凝土双向偏压构件的弯矩相关曲线呈1/4圆形;否则呈1/4椭圆形。最后提出该类双向偏压构件承载力的简化计算式。与有限元计算结果对比,简化计算结果偏于保守,可供工程设计参考。     

新型榫卯钢结构梁柱边节点承载力试验及有限元分析

提出了一种方钢管混凝土柱与外包U形钢混凝土组合梁的梁柱边节点连接形式,即新型榫卯钢结构梁柱边节点.为研究该节点的承载能力以及破坏模式,开展了2个边节点的单调静力承载试验.试验使用几何可变框架进行柱端加载,并利用ABAQUS有限元软件对试件进行分析.结果 表明:各个试件的破坏主要集中于贯穿槽钢与钢管柱的焊缝,该类组合节点...     

大连市体育馆钢管约束钢筋混凝土短柱设计

钢管约束钢筋混凝土柱就是在普通钢筋混凝土柱外设置薄壁钢管,钢管在梁柱节点区断开,不直接承担纵向荷载,只对核心混凝土起约束作用。由于钢管不通过梁柱节点区,因此钢管约束钢筋混凝土柱与钢筋混凝土梁连接方便;且钢管约束钢筋混凝土柱承载力高,抗震性能优越,是一种具有广泛应用前途的新型组合结构形式。钢管约束钢筋混凝土柱在大连市体育馆工程中的应用,解决了钢筋混凝土超短柱抗震性能差的问题;且钢管约束钢筋混凝土柱的用钢量低,施工方便,经济效益和综合效益显著。     

局部外包钢管钢筋混凝土桥墩力学性能分析

运用大型有限元软件ABAQUS对局部钢管约束钢筋混凝土桥墩的有限元计算模型进行低周反复荷载作用下全过程的非线性有限元分析,通过分析滞回曲线、骨架曲线及等效刚度退化曲线的特点发现,局部钢管约束钢筋混凝土高桥墩具有很好的延性性能,可以作为桥墩延性抗震设计的一种备选方案。     

中山市健康大厦相贯节点研究

中山市健康大厦建筑高度119.2 m,建筑主体采用由钢管混凝土柱与钢筋混凝土核心筒组成的框架-核心筒结构。由于存在两倾斜钢管混凝土柱转换成一根情况,其节点结构形式及受力较为复杂,对节点的设计至关重要。采用大型通用有限元软件ABAQUS对节点进行有限元分析并优化,结果表明该节点安全可靠,构造简单,且便于施工。     

新型外包钢筋混凝土钢管防屈曲耗能支撑性能

研制了一种新型外包钢筋混凝土钢管防屈曲耗能支撑,设计6个新型外包钢筋混凝土钢管防屈曲耗能支撑试件,对其进行轴向循环荷载试验,并对其中的4组试件采用ABAQUS有限元数值模拟分析。研究结果表明：新型外包钢筋混凝土钢管防屈曲耗能支撑在受拉和受压时都能屈服而不屈曲,支撑的滞回曲线稳定、饱满,具有稳定的承载能力和良好的滞回耗能能力;新型外包钢筋混凝土钢管防屈曲耗能支撑的恢复力模型可采用双线性模型来描述;新型外包钢筋混凝土钢管防屈曲耗能支撑构造合理,耗能机理明确,采用钢筋混凝土约束核心钢管的设计思想是可行的。     

望京国际广场巨型斜交网格节点有限元分析

北京保利望京国际广场1号塔楼高160 m,由巨型斜交网格外框筒＋钢筋混凝土内筒组成,其中网格外筒为钢管混凝土斜柱交叉组成.由于钢管混凝土柱斜向交叉相贯,导致相交节点几何构造复杂,其受力也较为复杂.采用大型通用有限元软件ABAQUS对节点进行有限元分析,分析出节点的极限承载力,与试验结果进行对比,验证了数值仿真分析的可行性,并对节点的安全性进行了评价,依据试验与数值分析的结果,优化了节点几何构造.有限元分析可为节点设计提供有益参考数据.     

压弯扭复合荷载作用下钢管约束钢筋混凝土柱的承载力及弯扭相关关系研究

以4个钢管约束钢筋混凝土柱(STRC)在弯扭和压弯扭复合荷载作用下的试验研究为基础,采用有限元软件ABAQUS建立了钢管约束钢筋混凝土柱的有限元模型,分别模拟试件在弯扭以及压弯扭复合荷载作用下的破坏模式和承载能力,与试验结果进行对比,验证了有限元模型的正确性。通过有限元模型参数化分析,研究钢管强度、钢管厚度、截面尺寸、混凝土强度、纵筋直径与屈服强度、箍筋直径与屈服强度以及轴力等因素对复合荷载作用下承载力的影响。研究结果表明,钢管厚度、截面尺寸、纵筋的直径与屈服强度以及轴压力是影响复合荷载作用下承载力的主要因素。当圆形截面STRC柱的轴压力达到0.3N_u(N_u为柱轴压承载力)或方形截面STRC柱的轴压力达到0.5N_u时,柱的承载力达到最大。在不同因素的影响下,相同荷载作用下钢管约束钢筋混凝土柱的受弯承载力和受扭承载力之间的相关关系基本一致。     

圆形和方形截面钢管约束钢筋混凝土柱抗火性能对比分析

为研究圆钢管与方钢管约束钢筋混凝土柱火灾下力学性能的差异,采用ABAQUS软件建立圆形和方形截面钢管约束钢筋混凝土柱温度场和耐火极限的有限元分析模型,以截面尺寸、荷载比和长细比等为参数,分析了截面温度的分布规律以及不同参数对耐火极限的影响,比较了圆钢管和方钢管约束钢筋混凝土柱抗火性能的差异。研究结果表明:相同截面形状系数(单位长度构件外表面直接受热面积与其体积的比值)下,方钢管与圆钢管约束钢筋混凝土柱的截面温度分布规律类似,方形截面内部混凝土的温度较圆形截面相同位置处的略低,前者的耐火极限高于后者,且构件长细比与荷载比越小,二者耐火极限差距越显著;当长细比为30时,对于荷载比不超过0.5且截面边长不小于600mm的方钢管约束钢筋混凝土柱,其耐火极限可达到或超过柱类构件一级耐火极限3h的要求,而对于圆钢管约束钢筋混凝土柱,仅当荷载比更小且截面直径更大时,才能满足这一要求。     

公路隧道钢管混凝土拱架偏压长柱承载机理研究

通过对不同尺寸的钢管混凝土长柱进行偏压试验,对比分析了试验结果与数值模拟结果,主要研究了核心混凝土以及钢管的力学性能和破坏特征,研究结果表明:(1)钢管是影响钢管混凝土压弯承载力的主要因素,钢管的直径、壁厚与钢管混凝土长柱在偏压荷载作用下的承载能力有较大关联;(2)偏心距的增大会减小钢管混凝土长柱的承载力,但影响程度与钢管尺寸有关,钢管截面尺寸越小,偏心距对其承载力的影响越小;(3)钢管在承载时表现出明显的弹塑性特性,在达到极限承载力时,钢管弯曲部位由于受压屈服导致破坏;(4)核心混凝土在承载过程中主要承受压力。由于钢管对核心混凝土的约束效应,虽然核心混凝土已经进入塑性阶段,但在钢管的约束下仍有一定的承载能力;(5)在轴向压力作用下,钢管混凝土的破坏过程是整体达到屈服极限,但由于整体变形的差异导致弯曲破坏。     

高强冷弯矩形钢管混凝土柱偏心受压力学性能数值模拟研究

为研究高强冷弯矩形钢管混凝土柱在偏心受压荷载作用下的力学性能,利用有限元分析软件ABAQUS建立矩形钢管混凝土柱偏心受压的三维实体模型进行数值模拟分析,并将有限元模拟数据与实验数据进行了比较。研究发现,长细比、偏心率、宽厚比等因素对偏压柱的受力影响较大,且长细比、偏心率、宽厚比相对较小时,高强冷弯矩形钢管混凝土柱的偏心承载能力越大。     

新型海洋平台组合结构-钢管连接节点轴压性能研究

不锈钢管中管钢管混凝土海洋组合平台是一种新型海洋平台组合结构形式,平台上下组块的连接节点既是结构设计的重点也是施工组装的关键,为保证该平台上下组块连接的可靠性,在JZ20-2北高点井口平台的基础上,提出了2种新型节点形式:过渡件连接和隔板加劲肋连接.基于有限元软件ABAQUS对2种节点形式进行足尺建模分析,着重探讨其在轴压条件下的受力性能.通过研究隔板厚度,加劲肋个数、厚度、高度等因素对隔板加劲肋式节点极限承载能力的影响进行了节点优化.结果表明:过渡件和隔板加劲肋式不锈钢管中管钢管混凝土-钢管连接节点均能够满足海洋平台承载能力的要求,且较于传统纯钢空心钢管连接拥有较高的承载力和良好的延性,其中增加隔板厚度、提升加劲肋个数和厚度可以有效提高隔板加劲肋式节点的极限承载能力.     

钢管混凝土柱-钢筋混凝土环梁中柱节点受力性能研究

在选择了合理的钢材和混凝土的本构关系模型的基础上,利用通用有限元软件ABAQUS对钢管混凝土柱一钢筋混凝土环梁中柱节点的受力性能进行了较为深入的研究。研究结果表明,钢管混凝土柱-钢筋混凝土环粱节点可以实现“强节点弱构件”的抗震设计要求。基于分析结果,对钢管混凝土柱-混凝土环梁节点的设计提出了建议：按图集进行设计时,环梁上、下主筋截面面积可适当减少;环梁的配箍率至少不小于与之相接的框架梁中的配箍最大值。研究成果可为相关研究和工程实践提供参考。     

钢管初应力对内配型钢钢管混凝土偏压柱受力性能的影响

本文在以往内配型钢钢管混凝土偏压柱力学性能试验研究、钢管初应力对钢管混凝土偏压柱力学性能影响的试验研究基础上,利用ABAQUS有限元软件,首先建立了内配型钢钢管混凝土偏压柱、考虑钢管初应力的钢管混凝土柱有限元计算模型,数值模拟结果与试验结果吻合良好。进而建立考虑钢管初应力的内配十字形型钢圆钢管混凝土偏压柱受力性能影响模型,详细分析了钢管初应力对其力学性能的影响规律。最后,对影响承载力影响系数kp的参数进行了系统分析。     

带肋薄壁方钢管混凝土偏压构件力学性能研究

采用通用有限元软件ABAQUS对带肋薄壁方钢管混凝土偏心受压构件的力学性能进行分析,并与试验结果进行比较,计算结果与试验结果吻合良好,表明所建立的有限元分析模型可较好地预测带肋薄壁方钢管混凝土的偏压力学性能。在此基础上,采用数值方法讨论了设肋与否对薄壁方钢管混凝土偏压构件力学性能的影响。     

矩形钢管混凝土柱-H型钢梁边跨节点有限元分析

基于ABAQUS有限元软件,对空鼓下的内隔板式钢管混凝土柱-H型钢梁边跨节点进行数值分析获得试件的荷载-位移滞回曲线,通过与试验结果对比,二者吻合较好,验证了部件之间相互约束、接触作用、材料本构关系等设定的精确性和合理性。且又进一步模拟分析了空鼓占比大小及位置、内隔板厚等参数对存在空鼓的试件节点承载能力与抗震性能的影响规律,结果表明随着空鼓占比大小以及内隔板厚的增加,节点极限承载力会逐渐降低,此外钢管混凝土梁柱节点连接处的焊缝质量,对试件节点的抗震性能有较大的影响,通过上述模拟分析,为今后该类节点在实际工程中的应用提供了理论依据。