多索预应力桁架结构优化设计

对影响多索预应力桁架结构优化设计的变量,包括索力值和截面尺寸进行研究。考虑了预应力作用阶段及预应力和荷载共同作用阶段的性态约束条件,建立了以结构重量最小为目标函数的数学优化模型。在求解方法上,用满应力准则法确定索力值和截面尺寸并将索力值的求解转化为线性规划模型。算例表明,方法具有较好的计算效率和收敛性。     

混凝土结构钢筋初锈时间的概率模型

本文建立了以Fick第二定律为基础的钢筋初锈时间的概率模型,通过Monte Carlo方法分析了初锈时间的频率分布、分布类型、概率密度函数。研究了各影响因素的统计参数对初锈时间概率分布规律的影响,推导了钢筋初锈时间敏度分析的表达式。分析结果表明,初锈时间对于保护层厚度的敏感性高于氯离子扩散系数,对氯离子临界浓度的敏感性高于表面浓度。     

预应力索-拱结构优化设计

在强度、刚度、尺寸等约束条件下,以结构重量最轻为目标函数建立预应力索-拱结构优化设计的数学模型。对截面尺寸和索力这两种性质不同的设计变量,采用两级优化方法处理,对预应力的优化以结构在荷载（包括自重）和预应力共同作用下结构各构件的应力平方和最小为目标函数建立数学规划模型;对截面尺寸的优化采用浮动应力指数法。算例表明,该方法能有效地克服预应力和截面尺寸这两类变量在数值和性质上的不统一所造成的不易收敛问题,可以较快地收敛到满意结果,适用于预应力钢结构优化设计。     

钢框架-装配式两边连接薄钢板剪力墙抗震性能试验研究

该文提出了一种适用于装配式高层钢结构的两边连接间断式盖板钢板剪力墙连接节点（DCPC）,分别对一个带DCPC的装配式两边连接钢框架-钢板剪力墙试件（FPSPSW）和一个两边焊接钢框架-钢板剪力墙试件（FWSPSW）进行了低周往复加载试验,研究了两种不同连接形式的钢框架-钢板剪力墙试件的抗震性能,得到了两组试件各自的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线及抗震性能指标等,对比分析了两者的破坏特征、延性性能、耗能能力及刚度退化等力学性能。结果表明：带DCPC的装配式两边连接钢框架-钢板剪力墙具有良好的抗震性能;结构本身符合\     

钢框架预应力支撑结构拉索初始预拉力设计方法

为了研究钢框架预应力支撑结构体系中拉索初始预拉力的取值方法, 从理论上对钢框架预应力支撑结构体系进行分析, 推导出预应力框架支撑结构体系拉索初始预拉力的取值公式, 得到预应力拉索初始预拉力与结构层间位移角之间的关系.采用反弯点法, 推导出预应力框架支撑结构体系的抗侧刚度计算公式, 得到预应力框架支撑结构体系的抗侧刚度与构件的材料属性、截面属性、预应力拉索与水平面的倾角有关, 与拉索的初始预拉力无关.基于推导出的预应力拉索初始预拉力和层间位移角的关系公式, 提出一种预应力拉索初始预拉力的设计方法, 通过算例验证了提出的预应力拉索初始预拉力设计方法的可行性, 保证结构体系在设计的外荷载作用下, 卸载索不退出工作, 而增载索的安全储备提高了30%左右.     

模块化装配式斜支撑节点钢框架结构整体稳定性能研究

为了获得模块化装配式斜支撑节点钢框架结构体系的受力性能和设计方法,采用有限元分析方法,考虑结构整体对核心模块新型斜支撑柱的约束作用,在结构整体中研究斜支撑柱的承载能力,通过极限承载力反推得到了斜支撑柱的计算长度系数,解决了该结构体系设计的关键问题.进行了30层结构的整体有限元分析,获得该结构体系在水平荷载超载、竖向荷载超载及二者同时超载下的极限承载力、破坏模式和机理,该体系的破坏模式符合强柱弱梁的抗震原则.研究结果表明:该结构体系侧向刚度较大,但延性较差,在水平和竖向荷载作用下极限承载力系数取2.0较合理,承载力具有足够的安全储备.     

钢框架预应力支撑结构拉索截面面积设计方法

为了研究钢框架预应力支撑结构体系中拉索截面面积的取值方法,从理论上对钢框架预应力支撑结构体系的抗侧刚度进行分析,推导出结构体系的抗侧刚度计算公式.钢框架预应力支撑结构体系的抗侧刚度不仅与构件的几何属性和材料属性有关,而且与预应力支撑与水平面的夹角有关,结构体系的抗侧刚度随着层间位移的增大而增大.基于钢框架预应力支撑结构体系抗侧刚度的计算公式,推导出了预应力拉索截面面积设计公式,提出了一种预应力拉索截面面积设计方法,并通过算例验证了提出的设计方法和设计公式的可行性,得到的钢框架预应力支撑结构,可以保证结构体系在设计的外荷载作用下,满足设计对于结构层间位移的要求.     

可恢复功能装配式中柱节点耗能装置试验研究

基于损伤控制及滑移耗能等思想,提出了两种震后功能可快速恢复的装配式中柱节点耗能装置。对三个节点试件和一个修复件进行了低周往复荷载试验及疲劳加载试验,获得节点的滞回曲线、刚度退化曲线、主体梁段的应变分布曲线等性能指标,考察了腹板连接件形式对节点滞回性能的影响。结果表明,提出的两类装配式钢结构中柱节点均具有良好的承载性能、耗能能力、延性及塑性转动能力;更换连接盖板等耗能构件的修复方案切实可行,且修复前后的节点耗能性能稳定,可作为一种位移相关型阻尼器使用;腹板连接件的形式对节点整体的承载能力及初始刚度影响较小,但会影响节点的转动能力和主体梁的应力、应变情况。     

冷弯薄壁型钢螺钉-铆钉混合连接受剪性能及计算方法研究

为改善冷弯型钢结构中单一自攻螺钉连接和自冲铆接各自存在的缺陷,提出了优势互补的螺钉-铆钉混合连接,并对132个薄壁钢板混合连接进行受剪性能试验,对比分析了纯螺钉连接、纯铆钉连接、螺钉-铆钉混合连接三者的差异,研究了板厚、板厚比、连接件排列方式等对其受剪性能和破坏机理的影响,分析了现有承载力直接累加法的适用性,提出了改善的混合连接受剪承载力计算方法。结果表明:混合连接能充分结合螺钉连接和自冲铆接各自的优势,从而可有效提高纯螺钉连接的承载力、刚度和延性,及纯铆钉连接的变形和耗能能力;板厚和板厚比是分别影响其受剪性能及破坏模式的关键因素;连接件的排列方式对其力学性能和破坏机理有显著影响;由于不同连接的力学机理与性能相差较大,现有的承载力直接累加法用于混合连接计算时偏于不安全;而本文中基于承载力折减法提出的混合连接承载力计算方法,其计算值更为精确,用于设计时不但能考虑更全面的破坏模式,而且更为安全可靠。     

可恢复功能装配式开洞槽钢梁柱节点力学性能及受力机理研究

震后可恢复功能的关键是保证震后节点的主要部件不发生塑性变形,只需要更换局部构件即可恢复节点的受力性能。基于此,提出了一种新型的可恢复功能装配式钢结构开洞槽钢梁柱节点,节点通过翼缘盖板连接悬臂梁段和开洞槽钢组合梁段,在对悬臂梁段加强的同时将翼缘盖板进行了狗骨式削弱处理,将塑性铰转移到可更换的翼缘盖板上。对5个不同参数的节点算例进行了有限元模拟,主要考察了翼缘盖板厚度、中间螺栓间距、狗骨削弱段宽度和单侧螺栓数量等参数变化对节点受力性能和可恢复功能的影响,获得了各节点算例的荷载-位移曲线、节点破坏模式、相对滑移曲线、应力曲线等。研究结果表明:这种新型的可恢复功能装配式钢结构开洞槽钢节点具有良好的承载能力,能够实现震后可恢复功能要求;翼缘盖板狗骨式设计可很好地实现节点损伤控制;翼缘盖板的厚度主要影响节点的屈服荷载及峰值承载力;翼缘盖板中间螺栓间距大小不会影响节点的屈服荷载,但会影响节点的峰值承载力。