外包钢套法加固钢筋混凝土框架节点试验研究

在汶川地震中大批框架节点受损破坏,亟需找一种方法对这些节点进行加固修复。为此,设计制作了4个3维钢筋混凝土框架节点进行试验,研究外包钢套法加固震损节点的抗震性能。试验流程为先对框架节点进行预震损,然后进行裂缝修补和外包钢套法加固,最后进行低周反复破坏试验。结果表明,加固后的框架节点由"弱柱强梁"转变为"强柱弱梁"的破坏形式。由对节点的滞回曲线、骨架曲线、延性系数等参数的分析可知:外包钢套法可以显著提高节点刚度,延性等抗震性能。通过外包钢套加固,预震损节点的承载力和抗震性能恢复并超过了节点预震损前的承载力和抗震性能。

带有全铰节点的三维杆系结构静力分析的回传波射矩阵法研究

推导出含有全铰节点的三维杆系结构的回传波射矩阵表达式,完善了具有任意连接和约束的空间杆系结构静力分析的回传波矩阵法。基于节点平衡方程和协调方程,推导出表达杆件近端位移和远端位移关系的传递分配矩阵及载荷源向量,并通过由对偶坐标系下近端位移和远端位移的关系获得结构的总体相位矩阵,再引入转列矩阵,进而推导出结构的回传波射矩阵,在此基础上求解以杆端位移为基本未知量的线性方程组,最终得到精确确定所有杆件的杆端位移及杆端内力的矩阵列式。给出了空间杆系结构算例分析,与有限元结果比较,验证了回传波射矩阵法的计算精度。

门式刚架钢结构三维动画软件的研究开发

门式刚架钢结构内部结构复杂,空间连接关系和构造很难用语言和二维图纸直观地表现出来。本文针对土木工程专业钢结构设计课程,基于Unity3D和3DS MAX开发了门式刚架结构整体构件布置、重要构件节点组装演示、自定义构件组装的辅助教学虚拟仿真三维动画软件,直观生动地展示了门式刚架结构的三维构造和组装过程。动画的研究开发对钢结构课程的课堂教学质量的提高有着促进作用。

圆钢管柱-H型钢梁铸钢环板连接节点双向抗弯承载力研究

梁柱连接节点作为钢框架结构的传力枢纽,对框架结构的承载力有十分显著的影响。在实际框架结构中,梁柱节点多数为空间节点,承受双向荷载作用,其力学性能往往与承受单向荷载的平面节点有较大差别。本文借助有限元模拟和微元体受力分析方法,对圆钢管柱-H型钢梁铸钢环板连接节点的双向抗弯承载力性能进行了研究,阐明了该节点在双向弯矩作用下的传力路径和破坏模式。在明确传力路径和破坏模式的基础上,揭示了圆钢管柱-H型钢梁铸钢环板连接节点的双向抗弯承载力性能,提出了节点的双向抗弯承载力计算公式。通过与有限元参数化模拟结果进行对比,验证了所提出的节点双向抗弯承载力计算式的有效性。由本文提出的承载力理论及计算公式可知,相比于承受单向荷载的平面节点,承受双向荷载的空间梁柱节点承载力折减幅度约为24.3%~31.0%。