钢框架树状柱节点整体设计研究

本文采用梁柱焊接节点和梁拼接节点的设计方法对树状柱节点进行设计,通过算例分析发现常规设计方法无法满足树状柱的抗震要求,提出了对树状柱进行整体设计的必要性。最后提出拼接点位置选取的建议,供设计参考。     

采动区地基、独立基础与框架结构共同作用的力学模型

根据采动区地表变形的规律和独立基础框架结构受力和变形特点，采用合理的地基模型、基础与上部结构共同作用模型和开采沉陷模型，综合应用结构力学、矿山开采沉陷学、土力学、材料力学等相关理论，建立了采动区地基-独立基础-框架结构共同作用的理论计算模型，该计算模型综合考虑了开采盆地形成过程中地表变形对建筑物的动态影响，从理论上揭示了建筑物位于下沉盆地不同位置时，地表变形与建筑物附加变形和附加内力的关系，并推导出计算采动区建筑物附加变形和附加内力的计算公式，通过计算实例进行了验证，为采动区上方框架结构建筑物的保护、加固和设计提供了理论计算依据．     

采动区公铁立交桥抗变形加固研究

地下煤炭资源大量开采引起的地表变形直接作用于地面建筑物基础,进而使上部结构产生附加应力和位移,严重影响其安全性能和正常使用。结合煤矿区公铁立交桥实际受采动影响情况,通过有限元建模对原桥在地表变形作用下的应力水平、应力分布和危险域进行分析。基于分析结果提出桥体抗变形加固方案,并对加固后桥体进行建模分析。对比加固前后桥体的应力状态,桥体受力关键部位应力水平均有一定程度的降低。依据等效应力破坏准则对加固后桥体的安全性能进行评价,加固后桥体能够满足正常使用的要求,保证采动影响下公路和铁路的运营。     

塔-线耦联对输电塔抗地表变形的影响研究

以典型的110kV双回路自立式耐张塔为例,通过ANSYS有限元软件建立单塔和塔-线耦联体系两种有限元模型,研究了两种模型在采动区地表变形下的内力响应差异。有限元分析结果表明:塔-线耦联的影响使得整塔杆件在地表变形下最大轴向力比单塔模型增加了一倍多,各杆件的轴向力都增加显著;塔-线耦联作用使得整塔杆件在地表变形下的平面内弯矩也有所增加,但与轴向力的变化相比较为平缓;单塔和塔-线耦联体系杆件的最大截面应力都发生在塔腿根部主材上,应力值差别不大,但塔-线耦联体系整个结构其它杆件的截面应力都增加明显,塔-线耦联作用对输电塔抗地表变形性能的影响不容忽视。     

位于老采空区上的门式刚架结构抗变形性能分析研究

根据煤矿老采空区地表移动变形规律 ,利用ANSYS软件模拟计算了老采空区“活化”引起的地表变形对门式刚架结构产生的内力影响。通过分析数值计算结果 ,研究了轻钢结构整体变形的特点及其不同部位受附加内力作用的情况。给出了提高轻钢结构整体抗变形性能的保护措施     

双向受弯型钢梁截面设计参数的确定

分析了现采用的双向受弯型钢梁截面设计方法的不足,通过研究双向受弯型钢梁的受力,提出了一种简单实用的确定双向受弯型钢梁截面设计参数的方法,并将普通工字钢和普通槽钢的梁截面设计参数列表给出,供设计时直接查用,经验证所确定的截面设计参数满足设计要求．     

内嵌墙板-钢框架抗地表变形试验研究

本文以开放式空腹钢框架、封闭式空腹钢框架及内嵌墙板钢框架三类框架为研究对象,通过物理试验考察框架在水平拉伸地表变形和不均匀沉降作用下结构响应的变化规律。通过对三类框架局部响应和全局响应变化规律的对比研究,分析了水平构件（底梁）和内嵌墙板对框架整体抗地表变形性能的影响规律和机理。分析结果表明,地表变形作用下,底梁与框架的协同工作主要在于底梁为框架提供轴向拉压刚度,而内嵌墙板与框架的协同工作主要在于墙板为框架提供抗侧刚度。由于协同工作机理不同,两种构件在不同的地表变形下对框架响应的影响程度不同,因此在不同地表变形区可通过布置不同的构件改善框架的抗地表变形性能。     

钢框架带悬臂梁段拼接节点的承载特性分析

通过有限元计算研究钢框架带悬臂梁段等强拼接节点与可滑移拼接节点的承载特性,得到两者的弯矩一转角曲线和变形、破坏形态,分析不同拼接强度对节点承载性能的影响。经过分析发现虽然可滑移拼接节点的梁翼缘腹板拼接均有所削弱,但其极限承载力并未降低,且转动能力比等强拼接节点提高34．8％;进一步对可滑移拼接节点的变形进行分析,发现滑移能显著提高节点的塑性转角,并给出滑移对转角贡献的公式,与有限元计算结果吻合较好。在对比分析的基础上,给出钢框架带悬臂梁段拼接节点的“强焊弱栓”设计建议,供设计参考。     

采动区钢框架结构柱脚的内力变化规律

以煤矿采动区采动过程地表的动态变形规律为基础,采用有限元软件模拟了地表钢框架结构柱脚在整个地表动态变形过程中的内力变化规律.分析了柱脚内力与地表变形之间的关系及其柱脚最大内力值对应的地表位置,并将地表变形引起的框架结构柱脚附加内力和初始内力值进行对比,结果表明抗采动钢框架结构柱脚设计应当考虑附加内力的影响.     

钢框架柱带悬臂梁段拼接节点的弹塑性分析

通过有限元模拟研究了钢框架柱带悬臂梁段拼接节点在弹性极限状态和塑性状态下的应力分布规律，将其受力性能和变形能力与普通无拼接节点进行对比，分析2种不同连接节点的变形性能和不同连接刚度对节点承载性能的影响．结果表明：虽然带悬臂梁段拼接节点的梁翼缘、腹板均有所削弱，但其初始刚度和极限承载力受影响较小，且弹性刚度高于无拼接的焊接节点；而在塑性极限状态下，带悬臂梁段拼接节点的高强螺栓拼接会出现滑移，其转动能力要高于无拼接节点，可见利用拼接滑移耗散地震能量输入是可行的．