蒙皮支撑冷弯薄壁密肋结构静力性能分析

由于冷弯薄壁密肋结构构件尺寸较小且自重较轻,因此在风荷载作用下结构易发生破坏。本文利用有限元程序ANSYS对有蒙皮支撑的冷弯薄壁密肋结构进行了考虑几何非线性的有限元分析。结果表明,考虑蒙皮效应时结构空间整体性较好,在水平荷载作用下,结构的应力、变形及内力均有较大改善。在此基础上,对采用冷弯薄壁型钢密肋结构的某变电所二层小室进行考虑蒙皮效应的有限元分析,以期得到可供工程实践中考虑蒙皮效应设计的建议。

框支密肋复合墙结构地震易损性研究

地震易损性分析通过概率计算建立地震强度和结构损伤之间的关系,可以实现结构地震风险预测和评估。为了对框支密肋复合墙结构在不同地震强度下的抗震能力进行评估,该文采用OpenSEES有限元软件,选用密肋复合墙的刚架-等效斜撑简化模型,建立结构整体分析模型,基于增量动力时程分析(IDA)和易损性分析,研究不同参数的变化对结构抗震性能的影响。结果表明:转换层刚度比的变化对结构性能影响显著,结构竖向布置均匀对抗震有利,建议8度区框支密肋复合墙结构的刚度比取值为1.0~2.5;肋柱数量、砌块强度的变化可对结构的抗震性能产生影响,应合理选择;混凝土强度等级对结构的抗震性能影响较大,在实际应用中应在满足规范要求的前提下选择较大的混凝土强度等级。

密肋壁板结构简化计算模型对比分析

密肋壁板结构中多种材料及构件的使用与嵌套,使实体计算模型比较复杂,在结构计算中需要提出简化计算模型。结合课题组前期研究成果及现代高层结构计算理论,提出密肋壁板结构弹性阶段简化数值模型与解析模型。利用前期1/10比例振动台试验研究结果,采用刚架-复合弹性板模型对结构进行时程分析,并验证简化数值模型的正确性;利用解析模型和数值模型对实际工程进行对比分析,验证解析模型的合理性。理论与试验表明:采用刚架-复合弹性板模型作为密肋壁板结构在弹性阶段的数值模型具有一定的理论依据和可行性;提出的框架-复合墙模型作为密肋壁板结构在弹性阶段的解析模型较为合理,为实际工程提供了一种较为简化、实用的手算解析方法。

密肋壁板结构十二层13比例房屋模型抗震性能试验研究

进行了 12层 1 3比例密肋壁板结构房屋模型的拟动力和伪静力试验。通过锤击试验和层间刚度测试 ,得到了结构的变形特征及其动力特性。分析了模型房屋在地震作用下裂缝发展规律、破坏机制 ,以及结构的抗震承载力、延性及耗能能力。试验研究表明 :密肋壁板结构受力合理 ,具有多道抗震防线 ,是一种理想的抗震结构体系。

密肋壁板结构弹塑性计算模型研究

密肋壁板结构中多种材料及构件的使用与嵌套,使实体计算模型比较复杂,故对于整体结构在地震动作用下的全过程受力分析,需提出结构的弹塑性简化计算模型。根据不同的分析目的,结合课题组前期研究成果,提出密肋壁板结构在弹塑阶段两种简化计算模型-刚架-等效斜压杆模型和刚架-整体斜撑模型。利用前期墙体拟动力试验研究结果,采用刚架-等效斜压杆模型对结构进行推覆及动力反应分析,验证模型的正确性;利用前期1/10比例振动台试验研究结果,采用刚架-整体斜撑模型对结构进行时程分析,验证刚架-整体斜撑模型的正确性。理论与试验表明:刚架-斜压杆模型具有一定的计算精度与实用性,适用于密肋复合墙体的非线性数值分析;刚架-整体斜撑模型兼顾高效性与精确性,适用于整体结构在大震下的弹塑性时程反应分析。

密肋壁板结构计算模型及Pushover分析

在前期试验和理论研究的基础上,将密肋壁板结构中的密肋复合墙板等效为整体斜撑,提出结构的刚架-等效斜撑力学模型,并结合试验数据确立了该模型主要参数的计算方法及塑性铰的设定。采用该模型对一实际密肋壁板结构进行了Pushover分析并进行了抗震性能评估。结果表明采用该模型是实现密肋壁板结构Pushover分析及抗震性能评估的一种有效方法。

基于抗震概念设计的密肋复合墙新型抗震结构体系

以512汶川大地震震害调查为基础,从抗震概念设计的角度出发,对建筑结构的典型震害进行了分析,指出设置多道防线、合理刚度布置、增强整体性能、重视非结构构件等对于保证结构抗震安全的重要意义,并结合课题组多年的研究成果,提出了一种具备多道抗震防线的刚度可调型密肋复合墙新型抗震结构体系,探讨了其对于改善结构抗震性能所起的积极作用.

竖向荷载作用下框支密肋壁板结构墙梁内力计算分析

通过对不同比例模型框支密肋壁板结构墙梁在单调竖向荷载作用下的试验,对墙梁在竖向荷载作用下的受力特点给予探讨;结合有限元分析,对影响墙梁内力分布的主要因素进行研究;以弹性地基梁理论为基础,采用三角级数解析,给出框支密肋壁板结构墙梁内力计算公式,并回归出内力修正系数。理论分析和试验结果表明,托梁与密肋复合墙体具有相当强的组合作用;采用本文提出的内力计算公式进行计算更接近试验结果。

极低屈服点钢在密肋壁板结构中的减震控制研究

密肋壁板结构是由预制的密肋复合墙板、现浇的隐形框架和楼板组合而成的一种具有独特构造特点的新型复合结构体系。根据密肋壁板结构体系的基本特点,引入耗能减震技术,结合极低屈服点钢材的特性,将结构中部分密肋复合墙板中的填充砌块置换成极低屈服点钢板,利用极低屈服点钢板耗散地震能量,实现对结构的耗能减震控制。建立了密肋壁板结构耗能减震控制体系的非线性动力分析模型,通过算例对耗能减震控制体系进行了地震响应分析,探讨了极低屈服点钢的耗能减震效果。计算结果表明,在结构中布置少量的极低屈服点钢板就能取得明显的减震效果,从而为密肋壁板结构提供一种适合这种结构构造特点的简单有效的耗能减震措施。

基于遗传算法的多层密肋壁板结构优化设计方法研究

鉴于目前密肋壁板结构的优化设计研究仍处于构件阶段,在课题组前期研究的基础上,针对多层密肋壁板结构,进行了以造价最小为目标的优化设计方法研究:提出了结构的优化设计原理;建立了密肋复合墙体造价优化设计数学模型,并采用遗传算法对其进行计算,最后给出了计算算例.理论分析与计算结果表明:提出的多层密肋壁板结构优化设计方法合理、可行,优化效果显著,具有一定的工程实用意义.

密肋壁板结构计算模型及静力弹塑性反应分析

结合前期密肋复合墙体与密肋壁板结构的试验研究,将密肋复合墙体中砌块等效为均匀受力的斜压杆,推导出等效斜压杆的弹塑性应力-应变公式,提出在等效斜压杆中设置轴向塑性铰,由此建立密肋复合墙体的弹塑性计算模型;研究密肋复合墙体的弹塑性屈服机制;建立密肋壁板结构的弹塑性计算模型,并对结构进行静力弹塑性反应分析;最后提出密肋壁板结构抗震性能评估方法.理论分析和试验表明:采用等效斜压杆模型对密肋复合墙体进行分析能较好的反映墙体"三阶段"破坏特性;建立的结构弹塑性计算模型能较好地模拟密肋壁板结构的真实破坏过程,为结构的抗震性能评估及弹塑性动力反应分析提供简化的力学模型.

框架-密肋复合墙结构新体系研究

结合密肋复合墙结构的研究成果和框架结构抗震性能的发展趋势,提出一类新型结构体系:框架-密肋复合墙结构体系。简要介绍了密肋复合墙结构受力特点,阐述了将密肋复合墙引入框架结构的重要意义,即增强大震下框架结构的抗震能力,扩展密肋复合墙结构在工业与民用建筑中的应用范围,以及丰富多高层框架结构整体加固方法等。根据外框架类型和密肋墙对抗侧刚度贡献机制的不同,对框架-密肋复合墙结构进行了分类,详细介绍了正在进行研究的几种结构形式,并指出现阶段框架-密肋复合墙结构的研究内容和方向。

双跨框支密肋壁板结构墙梁中托梁内力系数分析

考虑墙梁跨长比、托梁高跨比、墙体高跨比诸因素,采用正交试验设计,通过对双跨框支密肋壁板结构墙梁有限元计算结果的直观分析和方差分析,对其托梁内力的影响因素进行了显著性分析,并考察了墙体洞口位置对托梁内力的影响,在此基础上,利用回归分析得到了考虑墙梁组合作用的托梁内力系数。

框支密肋壁板结构托梁内力计算

建立了框支密肋复合墙体墙梁的力学简化模型,并利用考虑水平摩阻力的弹性地基梁法进行托梁内力计算,同时应用有限元程序对算例进行数值对比分析。理论研究与计算分析表明:框支密肋复合墙体墙梁考虑墙体与托梁之间的界面剪力是必要的,否则不能充分体现托梁与墙体的组合工作性能,内力计算误差较大。

水平荷载作用下密肋复合墙结构的变形计算

密肋复合墙结构是近年来应用在住宅领域中的一种新型建筑结构体系,目前关于地震作用下密肋复合墙结构的变形计算方法尚不完善,采用等效剪力墙结构模型不能同时考虑密肋墙的有效弹性模量和有效面内剪切模量,导致等效模型在水平荷载作用下的变形与实际结构存在一定误差。在试验研究基础上,依据铁木辛柯剪切梁理论并考虑密肋墙体弹性常数取值和构造特点,建立了包含剪切变形在内的密肋复合墙侧移曲线方程;同匀质混凝土墙侧移方程相比,密肋墙侧移方程中的弹性常数是与墙体构造有关的变参数表达式。算例分析表明,等效混凝土墙结构模型的侧移变形计算结果较实际结构偏小,在中高层结构中表现尤为明显,可能引起不可忽略的误差而导致结构存在安全隐患;建议对等效混凝土墙模型的侧移变形结果进行修正,给出了初步的修正系数供工程设计参考。

密肋壁板结构全寿命质量控制分析

密肋壁板结构是一种节能抗震型建筑结构体系,有着很好的推广应用前景.然而,作为一种新型结构体系还存在着很多不完善的地方,特别是在全寿命质量控制研究方面尚属空白.从密肋壁板结构的全寿命质量控制角度出发,综合考虑了项目策划、实施及运营三个阶段的相互联系,对密肋壁板结构质量控制的关键性问题进行了探讨,重点对设计及施工阶段的质量控制问题进行了比较详细的介绍.研究与分析表明:密肋壁板结构采用的是装配整体式施工方法,就单项工程而言,墙板的型号及外形尺寸对于后期工程的施工质量、工作效率以及工期等都有着至关重要的作用.因此,从全寿命周期的角度出发,在设计阶段对墙板的外形和型号进行优化设计及控制尤为重要.在工程施工阶段,提高施工人员素质和质量意识,制定合理可行的施工方案及关键技术控制目标(包括墙板的吊装就位、连接构造等),对保证工程质量具有十分重要的意义.

中高层密肋壁板结构弯剪受力性能有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS8.1,以墙体的剪跨比、隐框边柱的截面形状及尺寸作为变化参数,对中高层密肋壁板结构进行了水平及竖向荷载作用下弹性受力性能分析,讨论了整体弯曲对隐框柱及复合墙板各自承担的内力、二者协同工作状态产生的影响以及结构位移等问题,为隐框柱截面形状及尺寸的合理确定提供了一定依据,并对结构工程设计中应注意的问题提出了建议。

密肋壁板结构低屈服点钢耗能减震研究

根据密肋壁板结构体系的基本特点,结合低屈服点钢材的耗能特性,提出一种低屈服点钢耗能减震密肋复合墙板,实现对密肋壁板结构的减震控制。建立密肋壁板结构耗能减震控制体系的非线性地震反应分析模型,钢筋混凝土构件的恢复力模型采用可考虑刚度退化、强度衰减及捏缩效应的退化三线性模型,填充砌块和低屈服点钢板的恢复力模型采用光滑滞回模型。通过算例对耗能减震控制体系进行了地震响应分析。计算结果表明,在结构中布置少量的低屈服点钢RC密肋复合墙板就能取得明显的减震效果,结构在小震作用下的减震率可达到15%～30%;在中、大震作用下的减震率可达到30%～70%,从而为密肋壁板结构体系提供一种简单有效的减震措施。