插盘式脚手架试验研究及受力分析

为研究插盘式脚手架的力学性能,进行了节点单向、双向拉伸及单向压缩试验,得到其破坏模式及荷载-位移曲线;现场对单跨两步脚手架体系进行堆载试验,得到各杆件应力.建立三维杆系有限元计算模型,模拟脚手架体系堆载试验,采用弹簧单元模拟插盘式节点,轴向线刚度取节点试验值,通过改变弹簧单元的切向刚度和转角刚度对整个结构进行参数分析,得到与试验结果较吻合的数值分析模型,并与节点铰接的模拟结果进行对比.分析表明:插盘式节点采用弹簧单元可以更好地模拟结构的受力状态,需要考虑弹簧的轴向刚度和切向刚度,但可以忽略转角刚度.     

树形管结构多维相贯节点承载力非线性分析

为研究树形管结构柱复杂节点的承载力和破坏特征,结合某工程的14管相贯节点,从受力、工艺和经济性出发,进行了混尺度条件下的精细化非线性数值分析.在牛顿-拉普森方法中引入微动力阻尼系数抑制次生动力,考虑了主管局部加厚、内环板加劲、多管相贯内部区域焊接与否、材料撕裂等因素,研究了节点极限承载力与破坏模式,提出了节点加强的构造参数,比较分析了节点加强构造方式的工艺性.研究还表明,经合理加强的焊接型复杂相贯节点承载力较高,可替代铸钢节点,为设计提供了参考.     

K形矩管外套强化节点承载力数值分析

矩管桁架在节点区域容易出现主管管壁的局部屈曲和撕裂,针对该问题的强化解决方式,结合某铁路客运站房钢结构工程,提出了矩管桁架节点局部强化的工艺力学性能问题.设计了总共112个数值分析模型,基于微动力阻尼非线性静力方法,分析了K形外套加强节点、无加强节点的力学性能,研究了外套加强的优越性;通过改变节点的设计参数τ,β,研究节点承载力性能的差异,给出外套管构造参数α,D取值的范围及其适用条件.数值分析结果表明,外套加强节点具有良好的工艺力学性能,可供工程设计参考.     

地下室底板大体积混凝土分块施工的有限元分析

以上海某建筑工程地下室底板大体积混凝土施工为背景,通过有限元方法全过程模拟了在混凝土不同浇筑分块区域设置后浇带和采用施工缝分块2种施工方案,对比分析了地下室梁板结构在整个施工过程中的应力和变化情况。通过对比分析,2种施工方案的拉应力最值相差在10%左右,该结论对项目施工缝分块施工提供了较好的工程理论指导。     

K型外套强化矩管桁架节点滞回性能与恢复力模型

为研究焊接外套强化K型矩管桁架节点滞回性能与恢复力模型,基于ADINA,采用引入微动力阻尼系数的非线性Full Newton-Raphson方法进行了节点滞回承载能力数值分析。考虑材料弹塑性、屈曲大变形、撕裂失效等非线性影响因素,得出了用以评价节点抗震性能的骨架曲线、延性系数等主要指标;结合外套管长度、厚度和支管与主管的宽度比等主要影响参数,分析了外套强化节点滞回性能的变化规律,进一步提出节点恢复力模型。     

KT形RHS加强节点承载力试验研究与数值分析

结合呼和浩特火车东站站房钢结构工程,针对其高频度使用的矩管KT形RHS节点,从受力、工艺和经济性出发,综合阐述了节点局部构造加强方式的工艺力学性能差异。采用模型试验和数值计算结合的方法,分析弦杆外套和弦杆内加劲两种强化方式的静力力学行为差异,数值分析采用引入Low-Speed Dynamics Damping Factor的非线性N-R方法,考虑材料屈服与破裂失效,基于Adina的隐式算法模拟模型的显式破坏特征。对节点进行抽象简化处理,综合考虑工艺力学性能,设计3组不同构造的KT形RHS节点,进行1∶2缩尺比例静力加载试验。分析两种强化方式对其质量控制、承载能力、破坏形态的影响,并与无任何加强措施的构件结构进行对比,结果表明,套管强化方式能够明显提高节点的承载能力和刚度,工艺性较好,可结合实际工程条件,提供节点强化设计参考。     

基于性能的结构抗震设计

基于性能的结构抗震设计理论是21世纪国际抗震设计发展的主流。文章阐述了基于性能的结构抗震设计理论的基本内容,并对其中几个关键环节进行了讨论,介绍了可以更快捷的验证和估计时程地震响应分析结果的方法——基于能量平衡的抗震.隔震.消能减震结构的响应预测法,最后进行了简单的综述。     

玻璃对单层索网动力响应的影响

为保证玻璃与与索网的协同变形,建立包含玻璃面板、索网、爪件、密封胶的有限元模型,真实反映了单层索网幕墙的传力途径;根据有限元模型,研究玻璃面板对单层索网静力性能和动力特性的影响;在此基础上,考虑索网幕墙周围建筑建立数值风洞,建立流固耦合模型,研究索网玻璃幕墙振动特性;以索网在平均风荷载作用下到达的新平衡位置为基准,采用频域方法计算单层索网风致动力响应。对比分析结果表明:风荷载作用下,索网幕墙主要做受迫振动,振动为窄带过程;玻璃面板有效降低了索网的平均位移和脉动响应。     

近壁区网格Δy对TTU建筑风场湍流计算的影响

为了研究近壁区网格厚度旬对建筑物风场绕流时湍流计算结果的影响,提高k-ε EARSM湍流模型用于建筑物数值风洞模拟的准确性,结合TTU试验建筑的实测数据,以△y为参数进行了数值风洞模拟。对k-ε EARSM的雷诺方程进行了解析,并推导了旬的简化计算公式。基于准稳态时步逼近技术,计算了（y=0．001、0．005、0．01、0．05和0．1m等5种工况下的时均流态,对绕流特征、湍动能分布和中轴线脉动风压系数、平均风压系数进行了比较。研究表明,过小的△y会导致高湍动区渗透进入近壁区,计算稳定性变差;过大的细则会降低高湍动区计算结果的准确性。据此,给出兼顾模拟精度与计算稳定性要求的△y变化范围为0．01～0．05m;并给出了△y上限值的经验计算公式。     

近壁区网格Δy对TTU建筑风场湍流计算的影响

为了研究近壁区网格厚度Δy对建筑物风场绕流时湍流计算结果的影响,提高k-ε EARSM湍流模型用于建筑物数值风洞模拟的准确性,结合TTU试验建筑的实测数据,以Δy为参数进行了数值风洞模拟。对k-ε EARSM的雷诺方程进行了解析,并推导了Δy的简化计算公式。基于准稳态时步逼近技术,计算了(y=0.001、0.005、0.01、0.05和0.1 m等5种工况下的时均流态,对绕流特征、湍动能分布和中轴线脉动风压系数、平均风压系数进行了比较。研究表明,过小的Δy会导致高湍动区渗透进入近壁区,计算稳定性变差;过大的Δy则会降低高湍动区计算结果的准确性。据此,给出兼顾模拟精度与计算稳定性要求的Δy变化范围为0.01～0.05 m;并给出了Δy上限值的经验计算公式。