体外预应力钢混凝土连续组合梁非线性数值分析

基于4根预应力连续组合梁试验,以通用非线性程序ABAQUS为平台,提出了用于模拟预应力连续组合梁非线性全过程受力行为的精细有限元模型.模型综合考虑了几何非线性、材料非线性、支座负弯矩区板件整体失稳和局部失稳等,不仅反映预应力连续组合梁整体性能,还模拟局部效应,深入揭示预应力筋内力变化、滑移效应、内力重分布、板件整体失稳及局部屈曲等复杂特性.通过对模型计算和实测结果的充分对比与校核,表明该模型用于预应力钢-混凝土连续组合梁的精细化分析具有较高精度和广泛通用性,表现出良好的数值特性,为研究预应力连续组合梁受力性能提供了强有力的数值工具.

体外预应力钢-混凝土组合连续梁的试验研究及有限元分析

与承受正弯矩的简支梁不同,连续梁中支座部分承受负弯矩,组成组合梁的钢板件受压力作用,其力学性能受稳定控制,不考虑稳定影响的规范简化塑性算法会带来不安全的结果。以Ⅱ类、Ⅲ类组合梁和是否配置预应力筋为参数,进行了两组共四根连续组合梁的单调加载对比试验。试验结果表明:无论预应力连续组合梁或是普通连续组合梁,最终破坏特征均为负弯矩区混凝土开裂,钢腹板局部屈曲,整个截面畸变失稳,正弯矩区混凝土板压碎;正弯矩区的承载能力可由简化塑性计算方法计算,而负弯矩区的受力性能由稳定控制,影响其承载能力的主要因素为板件的宽厚比所表征的截面种类,考虑屈曲的承载力计算方法与试验结果吻合。对各组合梁进行了有限元数值分析,分析考虑界面滑移、预应力、稳定等影响,结果和试验吻合较好。

预应力组合梁在负弯矩作用下的塑性铰长度研究

为了研究体外预应力组合梁在负弯矩作用下的塑性铰长度,采用悬臂梁模型,运用有限元方法对截面支撑条件、跨高比及几何性质对塑性铰长度等参数的影响进行了分析.分析结果表明,组合梁在负弯矩作用下的力学性能受稳定控制,其支座单边塑性铰长度约为0.5倍钢梁腹板高度,并不随截面几何性质、加载方式等的改变而明显变化.

预应力组合梁负弯矩作用下梁端转动能力研究

对组合梁施加体外预应力,可有效提高截面的开裂弯矩,然而预应力的施加降低了板件的屈曲临界应力,减小了截面的转动能力。考虑局部屈曲的影响,对体外预应力组合梁进行了有限元非线性稳定分析,计算结果与试验实测值吻合,通过改变截面参数对27组组合梁在不同综和力比,不同翼缘宽厚比,不同腹板高厚比,不同剪跨比下的转动能力进行了计算,研究了影响转动能力的长细比参数,回归计算转动能力、计算参数和计算公式。研究表明:文中提出的长细比参数和公式与模拟结果相关程度高,形式简单,可以用来计算Ⅰ、Ⅱ类组合梁的转动能力。

体外预应力组合梁负弯矩下的稳定系数

考虑钢梁初始几何缺陷影响和残余应力影响,对体外预应力组合梁进行了有限元非线性稳定分析,计算结果与试验实测值吻合.通过改变截面参数,对25组组合梁在初始几何缺陷、不同残余应力分布和不同综合力比下的承载力进行计算,给出了预应力组合梁的长细比计算公式,与我国现行钢结构规范钢柱稳定曲线进行了比较.研究表明,承受负弯矩作用的体外预应力组合梁可用文中提出的长细比作参数采用钢柱稳定曲线进行计算.

某曲棍球基地看台罩篷钢结构设计与分析

某曲棍球基地看台罩篷采用悬挑管桁架结构。较系统介绍了悬挑罩篷的设计过程,重点介绍了设计中针对悬挑结构冗余度较低、罩篷曲面部分位置曲率较小及施工原因存在的非平直杆件问题所进行的考虑双重非线性的整体屈曲分析、考虑非线性屈曲的非平直桁架弦杆分析、考虑接触非线性及材料非线性的销轴节点分析,提出了桁架非平直弦杆计算中的处理方法。

钢-混凝土连续组合梁强度极限状态调幅系数

在连续组合梁塑性极限分析的基础上,推导了两跨连续组合梁极限状态所需的调幅系数,探讨了结构所能提供的调幅能力以及调幅系数的确定方法,给出了连续组合梁承载力计算公式。结合算例,与现行《钢结构设计规范》(GB50017-2003)的弯矩调幅方法的计算结果进行了比较,采用该方法可有效发挥连续组合梁极限承载能力,对连续组合梁的合理优化设计具有参考价值。

航空CCD相机可见光光学系统消热差设计

提出采用广义变焦系统设计概念来实现可见光折射系统无热化设计.设计了常温下满足成像质量要求的消色差的良好光学系统,在工作温度范围内建立多个变焦位置,通过合理改变部分材料,满足宽工作温度范围内像质均良好的要求.利用该方法设计出工作于0.43～0.75μm波段,焦距为780 mm,F数为5.6,视场为5.3°的航空CCD相机光学系统.系统在-40℃～+60℃之间成像均保持良好,调制传递函数下降5%.

带单排柱罩篷连续斜人行天桥设计与分析

某大跨人行天桥上设置单排柱罩篷,天桥本身为连续钢-混凝土组合梁,采用单箱单室钢箱截面,部分段端部与桥轴线成斜角。通过有限元方法对其进行了精细分析:研究单排柱罩篷在水平风荷载作用下的变形特征,不同斜交角对简支和连续桥端支座反力的影响,大扭矩作用下薄壁箱形截面中横隔板间距与刚度对截面畸变的影响,不同的TMD设置参数对本桥减振效果的对比分析。给出了不同斜角度时支座反力比、横隔板的间距及刚度建议,同时给出了适合本工程的TMD设置参数。结果可供类似工程参考。

基于温度、收缩效应的超长砌体结构性能分析

温度和收缩是砌体结构产生非受力裂缝的主要原因.结合砌体结构裂缝的成因,根据工程实例,用有限元分析软件ANSYS,对一超长砌体结构在温度效应和收缩效应下的性能进行了分析,发现温度效应和收缩效应对结构性能影响显著.为减轻这两种效应造成的有害影响,提出设置后浇膨胀带的构造措施,并对设置后浇带的结构进行了模拟和对比分析.结果表明,良好的屋面保温层和后浇膨胀带能够控制超长砌体结构在温度效应和混凝土收缩效应下产生的有害裂缝.分析结果可供同类结构分析和设计参考.

大同云兴大厦结构设计与分析

大同云兴大厦平面尺度大且复杂,由国际酒店、酒店式办公楼、商贸大厦及五层裙楼组成,高差悬殊。其中,国际酒店为地下四层,地上主屋面高128.5 m,为31层钢筋混凝土框架-核心筒结构,结构高度接近AB类分界130 m。结构三部分地下室连为一体,通过调整补偿式天然筏基埋深及设置若干后浇带减小不均匀沉降和过大筏板应力。酒店上部结构采用部分型钢柱解决超短柱问题,通过梁、墙、柱截面变化平衡层高变化带来的刚度突变问题。对结构多软件分析结果表明,结构工作状态和性能均达到预期性能目标和规范要求。时程分析结果表明:以反应谱法计算高度超过100 m的框架-核心筒应参照时程分析结果采取加强措施。精细有限元模拟为梁型钢柱斜交节点经济有效设计提供保证。设计及分析可为类似工程提供借鉴。

某已完工地下室上特别不规则剧院结构设计

剧院建筑因其功能特点具有大跨、大开洞、错层、夹层、跃层等特点,导致扭转不规则、楼板局部不连续、竖向抗侧力构件不连续等不规则。于已建地下车库结构柱网上将原设计为商业调整设计为剧院建筑,面临基础复核、改建加固、结合现有柱网调整上部结构布置等问题,导致结构设计更加复杂。结合抗震性能化设计要求,对该结构进行了详细的弹性和弹塑性抗震分析。分析结果表明:主体结构具备良好的承载能力和变形能力,达到预设性能目标。过程及结论可供类似工程参考。

某学校带体育馆综合楼结构设计与分析

某学校综合楼采用大跨度体育馆与教学楼连在一起的方案形式,平面尺度较大,体形及结构布置均比较复杂。基于功能及立面要求,不设置变形缝。结合建筑方案阐述了主体结构的体系选型,对主体结构进行了特别不规则判定,并进行了针对性的分析与加强措施。针对结构超长采用预应力技术,大跨屋盖采用预应力空心楼盖技术,对大跨体育馆顶部的运动场屋面舒适度进行了计算与控制。结构各项分析计算指标可以较好地满足规范要求,安全、可靠。

钢-混凝土组合梁在负弯矩作用下的屈曲失稳系数研究

组合梁与钢梁的侧扭失稳机理与形态存在显著差异,与纯钢梁的失稳相比,组合梁中钢梁上翼缘受到刚度较大的混凝土板约束,表现为与纯钢梁不同的畸变失稳。采用钢构件的Perry-Roberson失稳设计曲线来计算组合梁的失稳极限承载力的适用性急需验证。采用组合梁力学模型,考虑钢梁初始几何缺陷和残余应力影响,进行了组合梁有限元非线性稳定分析,计算结果与试验实测值吻合。通过改变截面参数,对43组组合梁的极限承载力进行了计算,根据EC4截面分类方法,定义了1类、2类截面和3类、4类截面的长细比,研究表明:负弯矩下的组合梁可通过长细比参数采用我国的钢柱稳定曲线进行求解。

混凝土柱轻钢屋面厂房分析及设计

钢筋混凝土柱实腹钢梁结构体系中竖向构件采用钢筋混凝土构件,屋面采用钢梁轻型屋面体系,不同于已有成熟结构体系,兼具轻钢门式刚架跨度大、施工方便和混凝土结构经济性好等特点。根据材料性能和结构特性,并结合实际工程案例,系统讨论了结构布置、关键构造、荷载取值等问题,对该类结构的分析思路、模型建立等进行详细的阐述,并对一些关键控制指标给出具体建议。