碳纤维约束与箍筋约束混凝土轴压性能对比

针对箍筋约束与碳纤维约束混凝土轴心受压力学性能,基于大量的轴心受压试验数据,分析了约束混凝土轴心受压力学性能的主要影响因素,分别建立了箍筋约束与碳纤维约束混凝土轴心受压时的峰值应力、峰值应变和极限应变的计算公式;对比分析结果表明,箍筋约束混凝土优势在于低特征值段,碳纤维约束混凝土的性能在高特征值时将超过箍筋约束混凝土。

支撑布置形式对多重抗侧力结构体系抗震性能的影响

多重抗侧力混合结构是通过楼板将半刚性连接钢框架、屈曲约束支撑钢框架和混凝土芯筒连接起来协同工作的多重抗力体系.为了比较不同支撑布置形式对该结构体系抗震性能的影响,设计了5个方案的三维多重抗侧力混合结构,利用有限元软件ABAQUS建模分析.通过罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,研究了支撑布置形式对结构变形的影响;基于能量反应的抗震性能分析,从结构整体滞回耗能占比和滞回耗能分配关系两个角度,分析了支撑布置形式对结构滞回耗能的影响.探讨支撑不同布置方式的优劣,为多重抗侧力结构体系设计提供依据.

多重抗侧力钢-混凝土混合结构最优刚度比研究

多重抗侧力钢-混凝土混合结构是通过楼板将半刚性连接钢框架、屈曲约束支撑钢框架和混凝土芯筒连接起来协同工作的多重抗力体系.在工程设计中,三者的刚度比关系对结构整体的安全性有着重要的影响.根据简化力学模型设计了3组18个弹性抗侧刚度相同的多重抗侧力钢-混凝土混合结构.通过罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,研究了结构最大层间侧移与框架、支撑和剪力墙三者刚度比之间的关系;根据改进的Park-Ang损伤模型对剪力墙底层进行震后量化损伤评估,研究其损伤程度与刚度比之间的关系;基于最大层间侧移和底层剪力墙损伤程度双重指标,提出了这种新结构体系的最优刚度比设计建议.

均布压力下弯剪型悬臂柱屈曲临界荷载算法

为了得到弯剪型悬臂柱的屈曲临界荷载,通过将横向均布荷载作用下悬臂柱的弯曲变形曲线和剪切变形曲线作为其在均布压力下的挠度曲线,用能量法推导了弯剪型悬臂柱的屈曲临界荷载计算公式.将推导的公式与弯曲型悬臂柱屈曲临界荷载公式对比,发现弯剪型公式仅比弯曲型公式多了一个无量纲修正系数,对系数进行了拟合得到了更为简便的公式.与有限元结果相比,所推导和拟合的公式精度很高,且形式简单,应用方便.

一种导轨式提升脚手架的防坠装置

导轨式提升脚手架的安全性是一个很重要的问题．本文根据辊楔原理设计了一种防坠装置，推导了自锁条件及下坠位移计算公式，原型试验表明防坠装置性能良好、安全可靠．

机动法求刚架极限荷载时的超静定问题

用机动法求刚架的极限荷载时 ,常用基本机构迭加法设定破坏机构 .然而 ,当所设机构的塑性铰数<n +1 (n为原结构的超静定次数 ) ,验算屈服条件时内力计算必将遇到超静定问题 ,此种情况的内力如何计算 ,现行《结构力学》教材中未提及或未充分论述 ;已有方法不具有一般性 ,求出的内力不一定是完全解的极限荷载对应的真实内力 .着重讨论了刚架极限荷载计算中的超静定问题的处理方法 ,给出了既能验算屈服条件 。

BRBFs的抗震性能分析

应用ANSYS软件对屈曲约束支撑钢框架(BRBFs)和普通支撑钢框架的抗震性能进行有限元数值模拟,分析了两种结构在基本烈度地震作用下和罕遇地震作用下的层位移、顶层加速度及层间相对位移等结构响应,结果表明,在小震作用下两种结构抗震性能均表现良好,但在罕遇地震作用下普通支撑钢框架由于支撑的平面外失稳,导致整个结构刚度退化,而屈曲约束支撑钢框架则能更加有效地控制结构的侧移,降低结构的地震响应。

U型截面钢拱稳定性相关问题研究

现有研究采用径向荷载模式研究U型拱的平面内失稳,本文通过对径向荷载与实际的竖向荷载模式的有限元分析,发现采用径向荷载代替竖向荷载,固支拱在矢跨比0.05到0.35时,误差不大,且偏于安全;固支拱矢跨比0.4到0.5和销轴支座拱,径向荷载偏于危险,且矢跨比越大,误差率越大.针对钢拱的局部屈曲等问题,本文提出加设缀板形成间断闭合截面的方法,并与加设隔板的方法进行比较研究,发现加设缀板优于加设隔板,可更好提高钢拱平面外稳定性,而且用料少、施工简单.加设隔板、缀板对提高平面内承载力效果并不明显.最后,采用回归分析给出竖向荷载下圆弧拱的平面内屈曲荷载计算公式.

I形截面圆弧拱弹性弯扭屈曲研究

用Beam 188单元建立了可考虑荷载作用位置的有限元模型.通过对三种荷载模式下I形截面固支和销支圆弧拱计算结果的比较,研究了支座类型、荷载模式和矢跨比对钢拱平面外屈曲的影响.对于理想支座约束,发现径向荷载作用下销支拱平面外屈曲荷载与固支拱相同,环向均布竖向荷载作用下和水平均布竖向荷载作用下销支拱平面外屈曲荷载在较大矢跨比时明显高于固支拱;通过对荷载作用在I形截面上翼缘、形心、下翼缘固支钢拱平面外屈曲荷载的比较,发现随矢跨比的减小、荷载作用高度的降低,平面外屈曲荷载愈来愈大.

基底隔震房屋剪扭耦连非线性时程分析

通过对由滑动支承元件和限位消能元件所组成的隔震子系统总体性能的模拟，建立了任意平面形式的基底隔震房屋的剪切一扭转耦连计算模型，讨论了基底平行滑移（平滑）、扭转滑移（扭滑）及其复合情况等８种运动状态的转化判别条件，推导了相应的结构系统非线性动力反应方程，研制了计算机分析程序，该程序可双向输入地震波，并可按设计要求对场地土卓越周期和地震烈度进行自动调整。通过实例计算，探讨了基底隔震多层砖房的减震性能。

双向受压毂节点抗压承载力特性及计算理论

针对毂节点在双向受压下的受力性能开展非线性有限元分析,在对有限元模型进行实验验证之后,研究了节点尺寸、杆件面内夹角、平面外角度和两方向上施加的不同荷载对节点承载力特性的影响规律。根据节点破坏形态和应力应变分布特点,给出不同状况下的节点失效模式。针对常见的一种失效模式,通过建立计算理论模型,运用虚功原理对节点中毂钢管和端板进行承载力计算。并通过回归分析提出了该失效模式下的节点极限承载力的建议计算公式,建议公式与有限元计算结果之间误差在10%以内,可供毂节点设计时参考。

BRBFs的结构影响系数研究方法初探

应用ANSYS软件对一屈曲约束支撑钢框架算例进行数值模拟,基于增量动力分析法,初步探讨了屈曲约束支撑钢框架的结构影响系数。结果表明,结构超强系数对结构影响系数的影响远大于结构延性折减系数,在结构影响系数的构成中结构超强系数占主导地位。

高层筒体结构弹塑性地震反应计算

对高层简体结构进行弹塑性地震反应分析，基本未知量很多，基本参数的确定也较困难。本文采用广义有限条法对筒体结构作弹塑性地震反应分析，以构件为基本单元，计算参数和恢复力曲线容易确定。本文综合应用和发展了有限元法和有限条法的优点，计算精度和有限元法相当。

二阶段屈服方形截面防屈曲支撑设计方法及受力性能

提出一种二阶段屈服防屈曲支撑,其屈服位移较小,可在主体结构破坏前率先屈服并耗散地震能量,保护主体结构。首先,建立该新型支撑的力学模型,并推导屈服承载力、屈服位移和轴向刚度计算公式,提出该支撑的各种破坏模式及设计流程。对2组共6个试件进行静力往复加载试验,证明该支撑具有良好的滞回性能和延性,并验证计算公式的可靠性。最后,与传统防屈曲支撑性能指标进行相比。研究结果表明:两类支撑具有近似的屈服承载力,但二阶段屈服防屈曲支撑具有更大的弹性刚度和更小的屈服位移。工程设计中修改支撑的设计参数可改变其屈服位移,使其较早发生屈服并耗散地震能量,起到保护主体结构的作用。

大型火电厂主厂房带边框柱剪力墙有限元分析

通过对某大型火电厂主厂房纵向框架-剪力墙模型结构进行的伪静力试验,研究了此类工业厂房中纵向带边框柱剪力墙结构的抗震性能问题,并采用宏观有限元方法将这种剪力墙模型结构简化为一个多垂直杆模型,通过将竖向弹簧杆元放置在Gauss积分点处,不仅可以模拟出剪力墙结构的滞回曲线、骨架曲线以及延性等性能,还明显提高了计算效率。另外,比较计算结果与试验数据可以看出:两者在滞回曲线、延性等方面基本吻合,验证了该方法的准确性与有效性,可为推广使用提供参考。

铅挤压消能支撑框架模型结构抗震性能试验研究

通过对一3层3跨相似比为1/8的带铅挤压消能器消能支撑框架模型结构的伪静力试验,研究了铅挤压消能支撑框架结构的破坏形态、屈服顺序和消能机理,并从延性和被动消能等方面综合评价了其抗震性能.结果表明,铅挤压消能支撑框架具有良好的抗震效果.

设有形状记忆合金自复位阻尼器隔震结构的地震反应分析

为了使隔震结构体系能够同时获得良好的隔震特性及震后自复位能力,利用形状记忆合金(SMA)材料的相变伪弹性性能,研制了一种SMA自复位隔震阻尼器,并将其与叠层橡胶垫联合应用,提出了一种新的自复位隔震装置.为了验证这种新型隔震装置的有效性,文中根据SMA材料的热力学本构关系,建立了有关热力学非线性方程的求解方法,并通过对这种隔震装置力学特性的深入研究,提出了相应的力学分析和计算模型,同时依据剪切型层模型理论,编制了这类隔震结构的弹塑性时程分析程序,进行了一些工程实例的计算分析.研究结果表明,这种隔震装置不仅可以大大减轻地震对上部结构的影响,而且还具有很好的震后自复位能力,为进一步研究自复位隔震装置的特性及层间隔震技术奠定了理论基础.

垫板加强K型圆管节点极限承载力研究

对垫板加强K型圆管节点进行非线性有限元分析。研究结果表明,该节点主要有两种破坏模式:支管局部屈曲与垫板屈曲破坏,支管局部屈曲与垫板主管过度塑形变形的联合破坏模式;通过与K型圆管相贯节点对比,了解了垫板加强K型圆管节点荷载-位移曲线的特征,考察了相关几何参数对垫板加强K型圆管节点极限承载力的影响。

半刚性钢框架滞回性能的数值模拟分析

利用有限元分析软件ANSYS对单腹板角钢连接、双腹板角钢连接、顶底角钢连接、带双腹板的顶底角钢连接四种不同连接方式的钢框架进行非线性有限元分析。采用Kishi-Chen幂函数模型和COMBIN 39单元模拟半刚性连接的非线性行为。通过比较四种不同连接方式钢框架的滞回曲线,探讨半刚性连接方式对钢框架耗能能力的影响,为半刚性连接钢框架的设计提供参考。

基于ABAQUS的圆形开孔梁弯-剪承载力简化计算

利用有限元分析软件ABAQUS对35个试件展开了分析,以统一开孔梁的破坏标准。结果表明:开孔梁仅受到弯矩作用时,计算得到的抗弯强度值与理论值吻合度较高;纯剪状态时,按照统一标准从计算结果中提取的抗剪承载力值与理论值相差较大。本文最后也给出了梁剪切强度的简化计算公式。