基于ABAQUS大偏心梁柱节点损伤分析

为了研究大偏心梁柱节点损伤程度,结合某高层建筑框架剪力墙梁柱大偏心节点情况,研究梁柱偏心对节点核心区抗剪承载力的不利影响。通过节点精细化有限元模型,定量分析梁柱节点偏心所产生的附加扭矩、附加弯矩,以及由于梁柱偏心对节点核心区抗剪承载力的不利影响。分析结果表明,对于典型的强柱弱梁的节点体系(即柱子截面较大而梁截面较小的情况),在不采用梁端水平加腋的构造措施的条件下,偏心节点核心区的混凝土最大应力值仍小于节点核心区材料的抗压强度标准值。由于节点核心区周围楼板的存在可在一定程度上承担部分节点核心区由于偏心引起的附加扭矩作用,使柱节点核心区的抗剪会有较大的富余度。

不同加固方式对RC框架抗连续倒塌性能的影响研究

为研究不同加固方式对钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌能力的影响,建立钢筋混凝土框架有限元模型进行对比分析。用五种不同加固方式分别加固,并模拟结构中柱遭遇偶然荷载后失效情况,对其进行非线性静力分析。ABAQUS模拟结果表明:加腋梁有利于节点区塑性铰的转移,使得框架在梁机制阶段的承载能力明显提升;粘贴碳纤维加固法、粘贴玻璃纤维加固法和增大梁截面加固法在悬索阶段对承载能力有所提升;增大柱截面加固法对抗连续倒塌能力提升很小。考虑材料成本及实际施工情况,各加固方式综合效益由高到低依次为:加腋梁加固法、粘贴玻璃纤维布加固法、粘贴碳纤维布加固法、增大梁截面法加固法、增大柱截面法加固法。

加腋大板结构非线性有限元分析

加腋大板结构在地下室工程中应用较广,但目前有关加腋大板结构的计算分析及其设计方法尚未统一。为深入了解加腋大板结构的受力特性,文中以一个3×3跨加腋大板地下室顶板结构为研究对象,通过有限元软件MidasFEANX,建立了加腋大板结构的三维实体及钢筋有限元模型,进行了非线性有限元分析。分析结果表明,加腋大板结构为典型的梁、板混合受力模式;加腋大板结构存在一定的拱效应,有利于对其裂缝的控制;加腋大板柱顶区域受力较为集中,设计应予以有效加强,梁端箍筋应力较大,设计时可按梁承担所有剪力考虑。采取有针对性的加强措施后,采用梁板有限元方法进行加腋大板结构的设计是经济合理且安全可靠的,有关计算及设计建议可为同类工程提供参考。

软硬互层盐岩变形破损物理模拟试验研究

针对我国盐岩地层的地质赋存特征,开展一系列物理模拟试验,探讨倾角、夹层和界面对软硬互层盐岩变形破损的影响规律。试验结果及理论分析表明:(1)软硬互层盐岩的单轴抗压强度随倾角变化呈两边高、中间低的U形变化规律。(2)软硬互层盐岩的破坏模式:层面倾角θ<30°时,为脆性硬夹层主控的整体破坏;45°<θ<75°时,为弱夹层或弱界面主控的剪切滑移破坏;85°<θ<90°时,为硬夹层劈裂破坏,局部弱夹层剪切破坏。(3)沿弱夹层和弱界面的剪切滑移破坏是软硬互层盐岩单轴抗压强度呈现U形变化规律的内在原因。因此,设定储气库的运行压力时,需要着重考虑腔壁肩部和腰部弱夹层和界面的抗剪强度,防止其达到破坏强度而导致腔体破损,从而避免因气体泄漏而引发事故。

大型火电厂全焊钢框架梁柱连接抗震性能及加腋修复试验研究

进行了4个1/2比例常规全焊钢框架梁柱连接的循环加载试验,研究了梁翼缘宽厚比、节点域柱腹板高厚比对连接破坏形态、延性和极限承载能力的影响,分析了这些因素对连接的滞回性能及对节点域柱腹板剪切变形的影响规律。对其中的两个试件破坏的焊缝修复后加腋重新进行试验,以研究加腋修复的效果。试验结果表明,加腋改进形式可以大幅度提高连接的延性和极限承载力,其破坏形式均为梁端形成塑性铰后经历反复塑性变形而发生整体失稳,保证了强震条件下“强节点弱构件”的设计原则。给出了设计施工建议。

带防屈曲耗能腋撑钢筋混凝土框架结构抗震性能研究

该文设计制作两榀带防屈曲耗能腋撑钢筋混凝土框架模型和一榀普通钢筋混凝土框架模型,分别对其进行低周反复荷载作用下的抗震性能试验。研究两类框架结构的破坏特征、滞回特性、强度和刚度退化、耗能能力以及关键测点应变变化情况,并采用有限元软件SeismoStruct对其进行模拟对比分析。研究结果表明:设置防屈曲耗能腋撑提高框架结构的初始刚度和承载能力,延缓裂缝的开展;提高结构的整体耗能能力;改变框架结构的受力模式,使塑性铰的发展从梁端和柱端转到腋撑连接处,减小梁柱节点区的受力,有效地保护了梁柱节点;防屈曲耗能腋撑框架的破坏特征与普通框架相同,均由柱脚形成塑性铰而破坏。

耗能腋撑对钢筋混凝土框架抗震加固性能分析

为了减小强烈地震作用下钢筋混凝土框架梁柱节点的损伤破坏,在不影响建筑使用空间的前提下,提出在梁柱节点区附近设置耗能腋撑,改善框架结构的抗震性能。以一榀普通单层钢筋混凝土框架结构为研究对象,耗能腋撑采用防屈曲支撑,对框架结构进行低周反复数值模拟试验研究,并变化耗能腋撑布置方式,研究耗能腋撑对框架抗震性能影响。计算结果表明,带耗能腋撑框架滞回曲线饱满,框架结构的强度与刚度退化得到减缓,延性系数提高了53%;随着耗能腋撑与梁端距离或夹角的增大,框架结构的初始刚度与承载力均得到提高,两者分别提高了48%和39%,其延性系数最大可达到8.66;而耗能腋撑与梁的夹角对框架结构的刚度退化系数影响并不显著。耗能腋撑有效地改善了钢筋混凝土框架的抗震性能。

腋板加强型节点钢框架抗震性能试验研究

为研究腋板加强型节点空间钢框架抗震性能,对1∶3缩尺腋板加强型节点空间钢框架子结构进行拟静力试验,研究荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、抗侧刚度、层间位移角、承载力退化、塑性耗能等抗震性能。试验结果表明：南、北两榀钢框架滞回曲线饱满对称,骨架曲线呈S型,层间位移角在4.29%～5.99%之间;试验过程中8个腋板加强型梁柱节点连接焊缝均未出现开裂,梁端翼缘及腹板塑性变形显著;腋板加强型节点钢框架在循环往复荷载作用下表现出良好的耗能能力,整体结构耗能较为充分;在等幅荷载作用下,南、北两榀钢框架承载力退化系数呈缓慢增长趋势,结构空间协同工作效应在一定程度上提高了钢框架承载能力。

顶板加腋式大跨无柱地铁车站地震响应研究

广州地铁11号线将修建多座顶板加腋式大跨无柱地铁车站,为明确该地铁车站结构的地震响应特性,采用非线性地震响应数值模拟方法,研究了顶板加腋式大跨无柱地铁车站在3种地震波作用下的响应特性。研究表明:车站抗震的薄弱部位主要分布在顶板、中板、底板三者与侧墙的连接处以及底板跨中,且各构件之间的刚度差影响构件的破损状态;主频率与土体相近的Kobe波和El-Centro波对车站的破坏力度最大,薄弱部位损伤严重,而广州人工波对车站的破坏力度较小,大震下仅在薄弱部位有局部损伤。顶板加腋后会使腋角部位容易受到损坏而形成"塑性铰",从而使得沿侧墙高度的相对水平位移曲线在该位置出现拐点。根据车站结构的损伤云图及相对水平位移曲线,11m站台宽度和13m站台宽度的地震响应差别不大,地铁车站结构的跨度对其在地震作用下的响应影响不大。

基于IDA的带耗能腋撑转换框架地震易损性分析

基于普通和带耗能腋撑钢筋混凝土转换框架结构的增量动力分析,对两者开展地震易损性研究,并建立其易损性曲线方程,评估带耗能腋撑钢筋混凝土转换框架结构的抗震可靠性,分析防屈曲耗能腋撑对钢筋混凝土转换框架结构破坏机制的影响.研究表明,防屈曲耗能腋撑可显著地降低钢筋混凝土转换框架结构处于不同破坏状态的超越概率,降幅为5%～80%,改变普通转换框架结构在转换层及其相邻楼层处形成"层侧移机构"的破坏机制,有效地降低转换构件的损伤破坏,防止钢筋混凝土转换框架结构发生整体与局部倒塌破坏.由于耗能腋撑对框架柱产生较大附加剪力,建议转换构件采用钢-混凝土组合构件,形成带耗能腋撑型钢混凝土转换结构.

基于增量动力分析的带耗能腋撑钢筋混凝土转换结构抗震性能评估

增量动力分析(IDA)是一种用于结构抗震性能评估的参数分析方法。通过分析IDA曲线,可更全面地了解结构的地震需求、刚度退化、强度退化与地震动强度的关系。基于转换结构抗震性能差的问题,在转换层处设置耗能腋撑,以普通和带耗能腋撑钢筋混凝土框架转换结构为研究对象,对其进行增量动力分析,评估普通与带耗能腋撑钢筋混凝土转换结构的抗震性能。分析表明,耗能腋撑能有效地降低转换层处的地震反应,不同工况下的最大层间位移角减幅为20%～60%,最大层间位移角均值曲线在转换层处的突变得到减缓。普通与带耗能腋撑钢筋混凝土框架转换结构对应"基本完好"和"防止倒塌"性能水准的层间位移角限值分别为1/850、1/100与1/720、1/80,均小于高规规定框架结构在相应性能水准下的层间位移角限值1/550和1/50。普通与带耗能腋撑钢筋混凝土框架转换结构无法满足"大震不倒"的要求,需要调整耗能腋撑的参数以满足规范要求。

耗能腋撑钢筋混凝土框架结构减震分析

结合某工程算例,分别利用ETABS和PERFORM-3D软件对比分析了金属阻尼腋撑、黏滞阻尼腋撑、钢筋混凝土腋撑和普通框架结构在小震和大震作用下的整体抗震性能,并分析了小震下腋撑设置对框架梁柱内力的影响。结果表明:在小震和大震下,带腋撑框架结构的层间位移角都比普通框架的小,其中黏滞阻尼腋撑框架平均减震幅值最大,分别为51.3%和43.4%;层剪力最小的是黏滞阻尼腋撑框架,平均减震幅值分别为52.8%和16.97%。小震下金属阻尼腋撑主要提供结构附加刚度,其与钢筋混凝土腋撑对框架梁柱内力影响一致,均使梁柱节点处弯矩和剪力减小但轴力增大,而黏滞阻尼腋撑使梁柱内力均减少。大震下金属阻尼腋撑和黏滞阻尼腋撑框架的损伤程度较轻,金属阻尼和黏滞阻尼腋撑的耗能分别占到了24.66%和39.33%,显示出了耗能腋撑良好的减震作用。

不同配筋形式钢筋混凝土框架变梁节点抗震性能试验研究

完成6个1/3比例钢筋混凝土框架变梁中节点试件低周反复荷载试验,重点研究了小梁交叉弯折纵筋(即"X"筋)、梁垂直加腋等配筋构造措施对变梁节点抗震性能的影响。研究结果表明:增加节点区配箍率和小梁采用交叉弯折纵筋后节点组合体仍发生了核心区剪切破坏,表明此种配筋方式对该类非常规节点抗震性能的改善不明显;小梁底部垂直加腋后,在小梁与加腋界面处发生破坏,避免了节点区的剪切破坏,从而改善了变梁节点的抗震性能。此外,轴压比变化对变梁节点抗震性能的影响不显著,增加核心区配箍率则可以增大节点组合体剪力、减小核心区裂缝间距和宽度,从而改善变梁中节点的抗震性能。

梁端腋板加强节点抗震性能试验研究

针对钢框架梁端腋板加强节点,设计制作6个梁柱节点试件,进行低周往复加载拟静力试验,分析对称和非对称腋板加强式节点的破坏模式、承载力、延性、耗能、刚度及承载力退化等抗震性能,并与板式加强式和普通节点试件的抗震性能进行比较。试验研究表明:梁端腋板加强式节点试件在加载过程中表现出良好的塑性变形能力,能有效将塑性铰移至加强板以外位置,荷载-位移滞回曲线比较饱满,表现出良好的耗能能力和延性,加强板末端梁腹板设置的横向加劲肋可以减缓腋板端部变截面处的应力集中现象。非对称腋板加强式节点试件的正负向加载刚度表现出不对称性,随梁端塑性铰形成,等效刚度退化趋向稳定,普通节点试件等刚度退化曲线呈直线降低,非对称腋板加强式节点试件的承载力退化曲线波动较大。

带耗能腋撑竖向不规则短肢剪力墙结构减震性能分析

在不影响建筑使用空间前提下,提出在抗侧构件不连续处设置耗能腋撑以改善竖向不规则结构抗震性能。以底部大空间短肢剪力墙结构为研究对象,利用大型通用有限元程序ETABS研究耗能器类型与场地土对耗能腋撑工作性能和竖向不规则结构受力性能的影响。研究表明,黏滞型耗能腋撑对文中分析模型各楼层地震反应有较好的控制效果,对转换层处层间位移角与层剪力最大值减幅最大,分别为40.14%和15.66%,对顶层加速度与基底剪力峰值的最大减幅分别为16.06%和23.57%,黏滞型耗能腋撑最大能耗散输入结构能量的42%,而黏弹型耗能腋撑对结构的控制效果不理想;当地震震级较大、震中距较小时,耗能腋撑对坚硬与软弱场地土的模型结构控制作用相差不大,减震位移比在转换层处达到最小值0.76;随着震级减小或震中距增大,耗能腋撑对该模型结构的控制作用随场地土变硬而逐渐增强,其减震位移比介于0.68～0.74之间。

冷弯薄壁方钢管梁柱加腋节点抗震性能研究

汶川地震后在灾区重建过程中大量使用冷弯薄壁方钢管,但其梁柱节点的连接方式和力学性能等尚需进一步研究。基于结构实际受力情况设计了一种三维双节点试验模型,对不同轴压比下冷弯薄壁方钢管梁柱加腋节点和普通节点的8个试件进行了足尺试验,通过对比分析研究了低周往复荷载作用下加腋节点的破坏模式、滞回曲线及评价节点抗震性能的主要参数(承载力、延性、刚度退化和能量耗散系数等)。同时,利用ANSYS对各节点进行了有限元数值计算,并与试验结果进行对比分析进一步对加腋节点进行了研究。结果表明:试验与有限元数值计算结果吻合良好,验证了理论分析的正确性;加劲腋板提高了节点的初始刚度和承载力,钢管梁的弹塑性性能得到了充分发挥,不同轴压比下均出现了塑性铰,导致加腋节点各试件的最终破坏均是由钢管梁塑性变形过大出现局部屈曲引起;加劲腋板提高了节点的延性系数及往复变形次数,延长了变形时间,增大了节点的粘滞阻尼和耗能性性能,改善了节点的抗震性能;随轴压比增加,加腋节点塑性变形减小,脆性破坏特征增加,各耗能系数均相应降低。

考虑梗腋影响的箱形梁剪力滞效应分析

为了分析梗腋对箱形梁剪力滞效应的影响,选取剪力滞效应引起的挠度变化为广义位移,在引入梗腋特性参数的基础上,运用能量变分法建立了考虑梗腋影响的箱形梁剪力滞效应控制微分方程,结合边界条件导出了集中和均布荷载作用下考虑梗腋影响的简支箱梁剪力滞效应解析解。基于某一实际工程算例,详细分析了梗腋及其参数变化对箱形梁剪力滞效应的影响。研究结果表明:考虑梗腋的计算结果与有限元数值解吻合更好;梗腋对箱形梁挠度和上翼板应力的削弱程度较大,对剪力滞系数的削弱程度较小;梗腋特性参数对剪力滞效应的影响近似呈线性分布;考虑梗腋时均布荷载作用下简支箱梁跨中截面顶板肋处的纵向应力减小了19.2%,跨中截面挠度变化和总挠度减小了12.4%和11.3%。

带耗能腋撑型钢混凝土梁转换结构抗震性能研究

为解决转换结构抗震性能差的问题,提出带耗能腋撑钢管混凝土柱-型钢混凝土梁新型转换结构形式。对一榀1∶4普通型钢混凝土框架转换结构和带耗能腋撑型钢混凝土框架转换结构进行拟静力试验。从试件破坏形态、荷载-位移曲线、塑性铰发展、应变发展和耗能能力等方面研究带耗能腋撑型钢混凝土转换结构的抗震性能。试验结果表明:耗能腋撑有效控制了节点区梁、柱端塑性铰的发展,使塑性铰向转换梁加腋处转移;腋撑附加轴力对转换梁下部纵筋应变影响较大,对钢管柱应变影响较小;带耗能腋撑型钢混凝土转换结构较普通型钢混凝土转换结构的梁端开裂荷载提高了60%、承载力提高了6.2%、延性系数提高了57.24%、等效黏滞系数提高了10.7%,表现出良好的耗能能力,提高了结构的抗震性能。

梁端翼缘扩大型钢框架梁柱节点的受力性能分析

根据钢框架强柱弱梁的抗震设计原则,按照使梁上塑性铰位置远离节点区的设计思路,对梁端翼缘扩大型钢框架梁柱节点进行了非线性有限元分析,并对该节点的基本受力性能和塑性区分布做了详细探讨,给出了侧板长度及宽度等尺寸参数的影响规律和有效取值范围。结果表明梁端翼缘扩大型钢框架节点具有理论上的合理性和实用上的可行性,可达到塑性铰外移和增加使用功能的目的。

岛状臀大肌肌皮瓣在臀部软组织缺损修复中的应用

目的:探讨岛状臀大肌肌皮瓣在臀部软组织缺损尤其是骶尾部褥疮修复中的应用。方法:以臀大肌臀上动脉穿出点为旋转轴,利用臀上动脉和臀下动脉交通支所在的臀大肌外缘肌为蒂,以旋转点至缺损区最近点为肌皮瓣蒂长度,根据缺损部位及大小进行肌皮瓣设计,形成岛状肌皮瓣,肌皮瓣面积稍大于缺损区创面。蒂部仅含臀大肌外缘肌肉,宽度1.5～2.0cm。沿设计线切开皮肤找到臀大肌臀上动脉穿出点及臀大肌外缘,向远端解剖,在臀大肌下形成的岛状皮瓣,通过皮下隧道将肌皮瓣转移到缺损区,逐层缝合切口。供区视大小可行直接拉拢缝合或邻近皮瓣转移或植皮修复。结果:应用岛状臀大肌肌皮瓣修复臀部软组织缺损7例,术后肌皮瓣全部成活,被修复处色泽、厚度及外形均满意。结论:岛状臀大肌肌皮瓣血供丰富,血管恒定,抗感染能力强,切取及转移方便,是修复臀部软组织缺损尤其是骶尾部褥疮的理想肌皮瓣。