全框支厚板转换斜交高层结构抗震性能研究

设计制作1∶15全框支厚板转换高层结构的微粒混凝土振动台试验模型,进行7度小震、中震、大震以及8度大震作用下单向、双向、三向共计44组工况的振动台试验,研究动力特性、动力放大系数、层间位移角等性能指标,揭示结构塑性损伤发展机制,进一步采用数值模型研究上部塔楼斜交角度对结构抗震性能的影响。结果表明,全框支厚板转换高层结构具有优良的抗震性能,模型结构经历8度大震后,全框支层未见明显裂缝,处于轻微损坏与完好之间,塔楼剪力墙底部和连梁端部裂缝发生明显,薄弱部位集中在3~10层;模型结构动力放大系数沿高度呈“S”形分布模式,在塔楼顶部放大明显,而全框支层的动力放大系数在不同烈度地震作用下始终处于1~2之间;塔楼斜交角度对此类结构体系动力特性和动力响应的影响很小,全框支层均能对上部不同斜交角度的塔楼起到充分的约束作用,上部塔楼承担绝大部分地震输入能量,全框支层的动力放大系数和动力响应均远低于上部塔楼,全框支厚板转换斜交高层结构体系能够实现“强全框支层弱塔楼”设计理念。

厚板转换全框支剪力墙结构振动台试验抽层简化模型设计与分析

为研究厚板转换全框支剪力墙结构的整体抗震性能,并检验该结构转换厚板的有效性,在重庆大学土木工程学院振动台实验室开展了缩尺模型结构的模拟地震振动台试验,试验对象为某36层车辆段上盖建筑。本文阐述了厚板转换全框支剪力墙结构振动台试验中模型的设计过程;介绍了测点布置与加载方案;对比分析了不同抽层简化方案对结构的影响。研究结果表明,对于厚板转换全框支剪力墙结构,抽层后依据刚度与强度等效原则调整构件截面能有效降低简化模型与原型的误差;抽层起始位置应被保证距离试验重点研究楼层不低于3层;连续抽层层数为1层时误差最小,建议选择连续抽层层数为1层。

高层建筑框剪结构混凝土厚板转换层施工技术分析

针对厚板转换层钢筋密集、浇筑量大等问题,文中以某大型公共建筑项目为例,对高层建筑框剪结构混凝土厚板转换层施工技术进行分析。结果表明,采用BIM技术进行钢筋模拟可为后续施工提供助益,上下部分层、上部分区分块的浇筑顺序能够有效保证混凝土的浇筑质量;同时,水平施工缝采用钢筋加强、高压冲刷,竖向施工缝应用快易收口网的方式能有效保证结合处的均匀、密实,避免发生渗漏风险。

全框支厚板转换结构振动台试验研究

为研究全框支厚板转换结构在不同地震烈度下的地震响应,按照1∶15的缩尺比制作试验模型进行振动台试验,对试验现象、动力特性和相关地震参数以及结构的应变响应进行了分析对比,确定结构的屈服机制和薄弱部位。结果表明:试验模型总体能较好地模拟结构体系的动力特性,7度小震作用下试验模型未出现裂缝,结构处于弹性阶段;7度中震双向作用下,结构自振频率相比7度中震单向地震作用平均下降25.560%,上部结构微粒混凝土表面开始出现裂缝,下部框支层未发生破坏;大震作用下,上部结构裂缝明显增多,3层剪力墙底部为薄弱部位;试验完成后,试验模型的上部剪力墙结构先于下部框支层屈服进入塑性阶段,下部结构保持完好,全框支层具有较好的抗震性能,并满足标准抗震设防目标。

结构高位带暗梁厚板式转换层施工技术探析

文中以某大型公共建筑为例,对该项目带暗梁厚板式转换层施工要点进行分析,提出结构高位带暗梁厚板式转换层施工方案。结果表明,并筋处理及钢筋分段施工能有效解决钢筋密集、安装困难的问题;板厚较大时,采用上下层混凝土分层浇筑的方式,可减少模板及支架压力;上下部结合处设置附加钢筋网及拉勾,可提高上下部混凝土的结合能力;大体积混凝土采用优化配合比、分层浇筑及养护到位的措施,可有效减少结构裂缝的出现。

弹性地基上变厚度环板分析的传递矩阵法

讨论了弹性地基上变厚度环板轴对称弯曲的传递矩阵法.首先,简单地介绍了开尔文函数及其基本性质.其次,基于开尔文函数理论导出了文克勒地基上等厚度环板单元的正确传递矩阵,并证明了当地基参数趋近于零时,该传递矩阵退化为一般等厚度环板的传递矩阵.然后,沿径向将变厚度环板划分成一系列等厚度环板单元,应用传递矩阵算法原理获得了变厚度环板的整体传递矩阵.最后,给出了一些数值结果,证实了本文方法的有效性,并简要地讨论了地基参数对板挠度和弯矩的影响.

铝合金厚板淬火过程换热系数的求解与验证

在铝合金厚板淬火过程的数值模拟中,换热系数的正确求解是工件温度场、应力场模拟结果和实验相符的先决条件。分析换热系数反求法的数学模型,并采用MATLAB编程实现该数学模型的求解。用求得的换热系数作为MSC·MARC建立的有限元模型的边界条件,计算试件的温度场变化曲线,计算结果和实测数据基本吻合。

Winkler地基上变厚度圆板的轴对称弯曲

本文提出了Winkler地基上变厚度圆板轴对称弯曲的传递矩阵算法。首先,根据贝塞尔函数理论获得了等厚度圆板和环板单元在任意荷载作用下轴对称弯曲的解析解,这些解均由通解和特解两部分组成。基于这些解析解,导出了等厚度圆板和环板单元的传递矩阵。然后沿径向将变厚度圆板划分成一个等厚度圆板单元和一系列等厚度环板单元,应用传递矩阵算法原理获得了变厚度圆板的整体传递矩阵。引入圆板的边界条件,给出了该板每条节线上的挠度、径向转角、径向弯矩和径向剪力。最后,讨论了受均布荷载作用的简支线性变厚度圆板的弯曲,将本文数值解与解析解进行比较,证实了本文方法的有效性,并简要地讨论了地基参数对板挠度和径向弯矩的影响。

梁式转换和板式转换结构抗震性能对比

本文结合工程实例,探讨了转换层中的梁式转换结构和板式转换结构的抗震性能.采用SATWE分别对梁式转换结构、1500mm、1200mm厚板式转换结构对比计算,分析了结构的层间位移和层间位移角.通过对某高层整体结构计算,认为梁式转换结构抗震性能更加优越且经济适用,并给出了应用厚板转换的建筑抗震设计要求.

基于混合状态变量的中厚板条形传递函数解

基于Mindlin板理论和改进的混合能量变分原理,建立了矩形区域中厚板问题的条形传递函数解法。该方法将矩形板在一个方向上离散为多个条形单元,而条形单元状态变量的解在单元的横向采用多项式插值,在单元的纵向直接解析求解。通过定义结点变量,并利用结点位移连续和力平衡条件,将多个简单子区域的解进行组装,可构造出分析复杂形状、复杂边界条件中厚板的条形传递函数解。数值算例表明,条形传递函数方法具有很高的计算精度。

任意变厚度圆板的轴对称静力分析

采用传递矩阵法求解任意变厚度轴对称圆板的内力和位移问题，并导出了在任意荷载作用下环板和圆板单元传递矩阵的精确公式，最后，给出了一些计算结果．

平板传热对气膜冷却的影响

对不同平板厚度的圆柱孔平板气膜冷却模型进行了数值研究,其中冷却空气入射角均为35°,湍流模型采用Standardk-ε湍流模型。所研究的模型分为单孔模型和排孔模型,板的厚度分为4mm、2mm及0mm。文章的重点在于分析平板的传热对气膜冷却效果的影响,研究结果显示气膜冷却效率沿主流方向逐渐降低,当吹风比为0.8时冷却效率最高,平板内部导热对气膜冷却效率及平面温度分布有较大影响。

复杂厚板的条形传递函数解

建立了规则区域厚板混合状态变量的条形传递函数解。通过定义结点变量 ,并利用结点位移连续和力平衡条件 ,将多个简单子区域的解进行组装 ,从而得到了复杂形状、复杂边界条件厚板的条形传递函数解。由于条形传递函数法的节点位移变量与有限元法的节点位移变量完全一致 ,可将简单矩形板的条形传递函数解作为一个超级单元 ,直接将超级单元和有限元单元进行综合 ,可以得到复杂板的条形传递函数解 。

中厚板传递函数法与有限元法的耦合分析

以矩形区域Mindlin板的条形传递函数解为基础 ,提出了复杂形状中厚板的条形传递函数方法与有限元方法的分区耦合解法 ,该方法将一块复杂板划分为多个子结构 ,其中简单矩形子域用传递函数法求解 ,复杂子域用有限元求解 ,将两者进行综合 。

轴对称变厚度圆板反对称弯曲的传递矩阵法

提出了轴对称变厚度圆板反对称弯曲的传递矩阵法。首先,沿环向把圆板离散成一系列圆板和环板单元,圆板和环板单元均按等厚度板处理。由常微分方程求解方法,给出圆板和环板单元的挠度、径向转角、径向弯矩和径向剪力的解析解。其次,基于这一解析解,导出环板单元挠度、径向转角、径向弯矩和径向剪力的传递矩阵和变厚度圆板的总体传递矩阵。这一方法的明显优点是:无论划分多少个单元,总体传递矩阵的阶数始终保持5阶,计算简便,节省内存。最后,通过与有限单元法比较,证实了该传递矩阵方法的有效性。对于指数型变厚度圆板,讨论了指数对圆板最大挠度、最大径向弯矩和最小径向弯矩的影响。

焊接锚垫板锚下混凝土锚固区传力性能试验

由Q235钢和Q345钢制作的新型环保焊接锚垫板可以替代受力性能差、造价高、能耗高的传统铸造锚垫板。为研究焊接锚垫板锚下混凝土锚固区极限承载力、破坏形态及裂缝宽度,采用微机控制四柱压力机对11个配置螺旋式间接钢筋的混凝土局部受压试件进行锚固区传力性能试验。结果表明,预应力混凝土锚固区极限承载力实测值明显大于计算值,焊接锚垫板喇叭管直径的增大会降低预应力混凝土锚固区的极限承载力,焊接锚垫板底板厚度的增加会提高预应力混凝土锚固区极限承载力。基于试验结果,提出了考虑焊接锚垫板喇叭管直径和底板厚度影响的焊接锚垫板锚下混凝土极限承载力计算公式。

钢制锚垫板及锚固区的力学性能试验与分析

为了研究焊接锚垫板及锚固区的力学性能,制作了底板为Q345钢、筒壁为Q235钢的新型焊接锚垫板。分别以6mm、7mm和8mm为底板厚度制作了3个3孔、4孔和5孔锚垫板混凝土试件,通过试验研究了锚固区的传力性能。结果表明:增加锚垫板的底板厚度能有效提高混凝土试件的极限承载力;当底板厚度增加时,锚垫板孔位越小,其极限承载力就越高。

变厚度圆板、环板振动分析的传递矩阵法

变厚度圆板和环板是在工程设计中经常遇到的一类构件,与等厚度板相比,通过适当的沿径向厚度的变化,这种变厚度板在振动、失稳、弯曲等方面能起到更好的效果。将沿径向任意变厚度圆板、环板划分为一系列等厚度环板单元,基于Mindlin中厚板理论采用逆向推导的方式推导了其传递矩阵,建立起变厚度圆板、环板的频率方程。通过计算线性变厚度环板自由振动时的频率,并与ANSYS模态分析结果相比较,验证了计算模型的精确性。逆向推导法避免了高阶数传递矩阵推导复杂的问题,是对传递矩阵法的很好推广。

ZL205A铝合金厚板淬火热力耦合数值模拟

通过理论推导确定了影响ZL205A铝合金淬透性及残余应力的因素,采用ANSYS有限元软件进行模拟分析。结果表明:常温下,换热系数小于9000 W.m-2.℃-1时,提高换热系数能够显著提高厚板心部冷却能力;当换热系数超过9000 W.m-2.℃-1增大时,心部冷却效果不再显著提升;残余应力随着厚度增大而增大,但厚度超过100 mm后不再显著变化;淬火结束后表面上残余应力主要集中在厚度方向的表面,进一步研究该表面的残余应力分布可以更好改善材料性能;通过改变换热系数及板材设计厚度是改善铝合金厚板淬透性及控制残余应力的关键。

CFRP加固开孔钢板的静力力学性能研究

采用中心CFRP加固开孔钢板的单轴拉伸试验,对6 mm厚开孔钢板采用1-3层CFRP加固,对3 mm厚开孔钢板采用1-2层CFRP加固,研究了CFRP加固层数和钢板厚度对开孔钢板试件的影响。试件在单轴拉伸荷载作用下有4种典型的破坏形态,破坏形态与CFRP的层数以及CFRP与钢板之间结构胶的粘接强度有关。试验结果表明,随着CFRP层数的增加,试件的极限承载力呈线性增大,而极限位移却减少;开孔钢板的厚度不同,CFRP的加固效果也不同。同时,还通过在试件钢材表面和CFRP表面粘贴应变片的方法测量试件在单轴拉伸荷载下各关键部位的应变值,测得了加载过程中未加固试件和单层CFRP双面加固试件表面各点的应变变化特征。