超大跨度空间X撑结构屈曲强度特性研究

为了深入研究深水导管架平台超大跨度空间X撑结构的承载机理,合理地指导工程设计,本文在已有理论模型的基础上,研究了空间X撑结构(有面外支撑X撑结构)在典型的载荷模式、刚度特性、端点约束以及长度因子(交点位置)等参数下屈曲长度系数的变化规律,结合实际工程深水导管架结构,辅助有限元计算对超大跨度有面外支撑X撑结构进行了屈曲强度分析,最后得到了可为工程设计提供有效技术支撑的多个结论。

非对称开挖双支撑支护结构优化设计研究

基于南昌艾溪湖共轨叠合隧道水下复杂非对称开挖深基坑项目,分析某典型断面两侧支护桩的变形差异,指出一定范围内调整支护桩设计长度对变形影响较小,可以优化设计桩长提高经济效益。简化模型进一步分析不同影响因素下的基坑支护结构力学响应规律,指出非对称开挖基坑支护结构应当使用非对称支护长度,并结合工程实践提出支护桩最优插入比概念。分析第2道支撑位置、不同支撑刚度、不同支护桩刚度和不同土质等因素对最优插入比的影响,提出基坑支护桩最优设计原则。结果指出:非对称受荷侧的基坑支护桩可以通过调整受荷小一侧的设计长度实现优化设计;同时,可以通过合理调整支护结构的设计刚度进行变形控制。所得结论现已应用到实际工程中,优化了支护桩的设计长度,取得了一定的经济效益。

高烈度区某大型商业中心结构设计

某大型商业中心项目抗震设防烈度为8度,采用钢筋混凝土框架结构,建筑功能复杂且存在多项结构不规则。为了提高建筑的抗震性能,并减小结构构件截面,采用消能减震技术。通过对不同消能减震方案的对比分析,最终选取屈曲约束支撑(BRB)作为消能部件。采用抗震性能化设计方法,对整体结构进行了振型分解反应谱分析、弹性时程分析、动力弹塑性时程分析和各种专项分析,各项计算结果均能满足规范要求,结构构件均能达到预设的性能目标,BRB在中大震作用下具有良好的消能减震效果,整体结构具有良好的抗震性能。

非完全支撑的框架结构的稳定性

设置了支撑架的框架结构,当支撑刚度还不足以使框架柱可按无侧移框架确定计算长度时,如何确定框架柱的计算长度问题,本文对此进行了研究,提出了计算公式.本文还提出了使框架柱可按无侧移计算稳定性的支撑门槛刚度.适当考虑结构初始缺陷和侧向荷载的影响后,此刚度可作为确定框架柱计算长度时区分有侧移和无侧移框架的合理标准.

相邻腹杆刚度对桁架受压腹杆计算长度的影响

以经典的刚架弹性稳定理论以及相关研究成果为基础,推导了考虑节点刚度和相邻腹杆刚度对受压腹杆影响的杆件群稳定方程以及腹杆计算长度系数的计算方程,给出了可供工程使用的桁架腹杆计算长度用表.和现有的腹杆计算长度系数计算方法相比,文中建议的计算方法更具一般性.计算及分析结果表明:考虑计算节点处相邻腹杆刚度的约束后,桁架中间受压腹杆的计算长度有所减小;在大多数刚度比范围内,按文中方法计算的中间和端部受压腹杆的计算长度系数比现行规范的小.

自复位摩擦耗能支撑的套管长度误差对多层结构地震响应的影响

试验表明,由于自复位摩擦耗能支撑(SCED)内外管的长度误差,会导致支撑初始刚度的试验结果小于理论值,由此可能会对采用SCED的支撑框架地震响应产生一定影响。基于SCED的构造和工作原理,讨论内外管长度误差对支撑初始刚度的影响,并得到SCED初始刚度的折减范围是(50%~100%)理论值。然后以此为依据,分别建立支撑初始刚度为50%、75%和100%的3层和9层的SCED钢框架,同时选取22条地震波以用于模型的非线性时程分析,结果表明:支撑初始刚度的折减对9层SCED框架最大层间位移角的影响要小于3层SCED框架;结构的最大层间位移角会随支撑初始刚度的折减而增加,但不会影响结构的自复位能力;支撑初始刚度的折减会减小9层SCED框架的层加速度,但对3层SCED框架却没有显著的影响。

一个奇特的除尘器钢支架的屈曲问题

本文详细介绍了一种奇特的除尘器钢支架,其奇特之处在于上层柱子布置了两个铰,使得稳定性的计算不能按照普通支撑架计算。本文对这个钢支架的屈曲进行了分析,确定了柱子的计算长度系数,对钢支架按照规范进行了验算,发现按照普通方法验算满足的结构,在考虑了这个结构的奇异特点后是不满足规范要求的。通过一个简单柱子的算例,对层与层之间的相互作用导致的柱子计算长度系数增大的现象进行了说明。

剪切型支撑框架的假想荷载法

为了在钢结构设计中避免确定框架柱的计算长度的复杂性,提出一种应用于剪切型支撑框架的假想荷载法,将假想荷载作用于框架楼层,与其他荷载组合进行二阶弹性分析,框架柱即可取层高为计算长度进行设计.推导了有水平力和无水平力作用时的假想水平力,发现水平力的作用不影响假想水平力的大小.采用几何和材料非线性分析方法,考虑构件初始弯曲、结构初始侧移和残余应力,研究了多种几何条件和荷载条件下的支撑框架,提出假想荷载近似计算公式,并与有限元结果进行对比.通过实际应用算例分析,验证了该简化公式能够应用于支撑框架的设计.

屈曲约束支撑核心构件几何参数对支撑受力性能影响分析

通过对推导拟合的公式以及有限元模型的参数分析,研究核心段几何参数对屈曲约束支撑屈服时机及受力性能的影响.结果表明:支撑屈服前,屈服消能时机不仅跟μc值有关,还跟转换段与核心段面积比有关;支撑屈服后,可忽略支撑内核各段面积比对其应变的影响,只考虑μc对应变的影响;μc对支撑的滞回性能影响较大,随着μc的减小,支撑所能耗散的能量增大;μc的合理取值建议在0.3~0.7之间.

铝合金内芯装配式屈曲约束支撑有限元分析

提出了一种铝合金内芯装配式屈曲约束支撑(ALB),并以A5083铝合金为支撑耗能内芯设计了4组19个支撑构件,采用ABAQUS软件对其进行有限元分析,研究了集中耗能因子Y_(LR)、宽厚比、螺栓间距、核心板与约束板间间隙对支撑性能的影响。结果表明:当Y_(LR)<0.75时,支撑耗能性能会随着Y_(LR)的增加而提高,当Y_(LR)>0.75时,支撑耗能性能随着Y_(LR)的增加开始降低,当Y_(LR)=0.75时,支撑整体表现最佳;支撑耗能性能会随着宽厚比的增加而降低,宽厚比不超过10时,支撑可以获得更好的耗能能力;螺栓间距不宜过大,通过控制螺栓间距L_b与支撑核心板屈曲波长L_w的比值L_b/L_w来控制螺栓间距,当L_b/L_w≤1.5时,支撑约束单元受力更加合理,可以为核心单元提供足够的约束力;核心板与约束单元之间的间隙过小时无法为核心板变形留有足够空间,间隙过大时支撑承载力会有较大降低且不稳定,间隙控制在0.5～2 mm时支撑承载能力表现更佳。

双层纵向柱列支撑的设计要求

支撑体系的作用是保证柱列的几何不变性和减少柱子计算长度。本文从柱列整体稳定性出发,对双层纵向支撑体系的强度和刚度设计要求进行了研究,分别得到了横系杆完全刚性、交叉支撑完全刚性以及支撑构件有限刚度情况下,对支撑的门槛刚度要求;考虑实际柱列的初始缺陷,确定最不利初始缺陷组合情况下,使柱列极限承载力达到计算长度减半的欧拉荷载所需要的支撑的强度设计要求。

Y形偏心支撑钢框架耗能段长度研究

为研究耗能段长度对Y形偏心支撑钢框架滞回性能的影响,应用ABAQUS 13.0建立了8个不同耗能段长度的Y形偏心支撑钢框架模型并对其进行了数值分析,研究了耗能段长度变化对Y形偏心支撑钢框架承载力、刚度、耗能能力和延性的影响。结果表明:Y形偏心支撑钢框架具有良好的滞回性能,耗能段长度变化对Y形偏心支撑钢框架的承载力、刚度、耗能能力及延性均有较大影响;随着耗能段长度的增大,Y形偏心支撑钢框的承载力及刚度呈降低趋势,功比指数和延性系数先增大后降低。此外,根据有限元分析结果确定了Y形偏心支撑钢框架耗能段长度的合理取值。

桁架杆件计算长度的分析

桁架及支撑架中,弦杆、腹杆的端部约束、受力特点及失稳形态等各不相同,比较复杂。本文根据稳定理论对各种弦杆、腹杆的计算长度进行了系统的分析,对斜平面腹杆采用扩大四弯矩方程的方法,从而使计算方法尽可能统一。文中主要内容曾作为修订钢结构设计规范的背景材料。

钢结构设计规范GBJ17－88的应用和发展

设计规范是保证结构可靠性的技术文件，必须正确应用。为此，本文指出对钢结构设计规范ＧＢＪ１７—８８的一些条文可能应用不恰当或发生疏漏的情况。设计规范应随科学技术和生产的发展而加以改进．本文还就这本规范存在的不足之处提出了修改、补充的建议和设想。

无侧移半刚性框架柱的稳定分析

基于现行钢结构设计规范GB50017-2003中柱计算长度的概念,利用柱子框架模型,引入梁线刚度修正系数和柱的相对线刚度比,应用梁柱理论建立了可以同时考虑柱端和梁端不同连接条件的无侧移半刚接钢框架柱计算长度系数的修正公式。基于上述修正公式,提出了计算无侧移框架梁柱连接转动刚度的简化方法:利用弯矩-转角曲线的初始切线刚度确定的切线连接刚度。研究表明,三柱子模型,当柱远端铰接时,按GB50017附录D表D-1得到的计算长度系数设计柱是不安全的,最大误差13.0%,当柱远端固接时,偏于保守,最大误差21.9%;连接刚度的简化方法误差控制在3%以内,具有很好的实用性和精确性,可以代替精确方法用于无侧移半刚性连接框架的稳定设计。

节点板在支撑轴压力作用下的稳定分析

为研究支撑框架结构中与梁柱连接的支撑节点板受压稳定性和影响因素,并给出节点板稳定验算的合理方法,对不同规格的节点板进行特征值分析和全过程双重非线性分析.通过按特征值分析得到的节点板弹性稳定承载力,反推出节点板板柱模型的计算长度系数,得到关键参数对板柱计算长度系数的影响规律,给出简单实用的计算长度系数双线性表达式.通过支撑板式连接节点的非线性分析,得到不同参数下节点板稳定承载力的精确值,在分析其变化规律的同时,验证了按所提计算长度系数表达式确定节点板稳定承载力的合理性.

V形偏心支撑钢框架耗能梁段长度研究

为了研究耗能梁段长度对V形偏心支撑钢框架滞回性能的影响,应用ABAQUS V11.0建立了8个不同长度耗能梁段的有限元模型并进行非线性分析,研究了耗能梁段长度变化对V形偏心支撑钢框架承载力、刚度、延性和耗能能力的影响。研究结果表明:V形偏心支撑钢框架具有良好的耗能能力,耗能梁段的长度对V形偏心支撑钢框架的承载力、刚度、延性及耗能性能均有较大影响。随着耗能梁段长度的增加,V形偏心支撑钢框架的刚度及承载力呈降低趋势,延性系数和功比系数先增大后降低。根据有限元分析结果,给出了V形偏心支撑钢框架耗能梁段长度的合理取值范围。

斜平面内侧向支撑压杆的屈曲理论及其应用

本文研究单轴对称截面轴心压杆,在跨中受扭转及斜平面内的偏心侧向约束时的屈曲理论.作为应用,本文分析了K型支撑的输电线塔主角钢压杆的折算计算长度,结果表明.有关规范的计算长度算法并非适用于所有情况。本文提出了修改建议.

整体式高层钢货架结构的格构式立柱设计方法

介绍了整体式高层钢货架结构的格构式立柱构造;结合立柱的构造、受力特点及现行相关规范,选择了合理的设计方法和计算公式,为货架设备制造厂商设计该类结构提供了方便;依据规范中立柱计算长度的确定原则,提出了高层钢货架结构中的柱列支撑和柱肢支撑应提供的最小强度和刚度计算公式。

无侧移半刚性连接钢框架柱的计算长度系数

根据梁柱理论建立半刚性连接梁柱的转角位移方程,在梁端弯矩中考虑半刚性特性,再将横梁对柱的约束弯矩按柱的线刚度之比分配给柱。计算模型采用三柱模型,应用位移法建立无侧移半刚性连接钢框架柱计算长度系数的公式。该计算公式的形式回归到刚性钢框架柱计算长度系数公式,其计算长度系数表与刚性框架柱计算长度系数完全相同,使用方便。