柱刚度对蜂窝钢板剪力墙抗震性能的影响

为了研究柱刚度对钢框架-蜂窝钢板剪力墙抗震性能的影响,应用有限元软件ADINA建立五个具有不同柱截面尺寸的单层钢框架-蜂窝钢板剪力墙计算模型,分析其在水平往复荷载作用下的抗震性能。在单层计算模型的基础上,选取三组模型建立三个不同柱刚度的12层钢框架-蜂窝钢板剪力墙结构有限元计算模型,研究其在9度罕遇地震作用下的地震响应。结果表明:随着柱刚度的增大,单层钢框架-蜂窝钢板剪力墙的滞回性能、能量耗散系数和抗侧刚度均逐渐增加;三种不同柱截面尺寸的12层钢框架-蜂窝钢板剪力墙结构在9度罕遇地震作用下的层间位移角均未超过结构弹塑性层间位移角1/50的限值,结构均未发生破坏,抗震性能良好。

底层柱刚度对框架结构抗震性能的影响

利用有限元软件SAP 2000,采用"串并联多质点体系"振动模型,对多维地震作用下的钢筋混凝土框架结构进行了弹性时程分析,通过改变底层柱截面尺寸,研究了不同的底层柱刚度对框架结构在多维地震作用下抗震性能的影响.研究结果表明,多维地震作用下,底层柱刚度在一定变化范围内增大,层间剪力和层间加速度等逐渐变大,但是层间位移和楼层顶点位移逐渐变小.

高速铁路整体桥梁墩柱刚度和温度跨度研究

研究目的:高速铁路整体式桥梁的分跨布置、墩柱刚度等设计参数与梁轨相互作用密切相关,当参数取值不合理时,将出现桥上钢轨变形过大、失稳、断裂等问题。为确保桥上线路安全运行,得到设计参数的取值范围及相关关系,本文基于双折线、多折线非线性阻力模型来模拟梁轨纵向阻力,建立梁轨微段受力平衡方程来得到钢轨的应力与位移等参数。分别结合钢轨强度、梁轨相对位移、墩顶位移、轨缝宽度及钢轨稳定性等约束条件,确定出桥梁温度跨度和墩柱刚度的相互关系及取值范围。研究结论:(1)温度跨度和墩柱刚度的取值主要受钢轨强度约束的影响,梁轨相对位移、墩顶位移、轨缝宽度和钢轨稳定性限值条件影响较小;(2)提出了温度跨度和墩柱刚度两个参数在规范限值条件下的相关关系计算公式;(3)本文算法及所得计算式可为整体式桥梁设计提供一定的参考。

墩柱刚度对独柱异形桥的受力性能研究

本文以某一独柱异形桥为工程依托,考虑墩柱刚度变化对异形桥的影响进行有限元分析,分析了墩柱直径变化对异形桥的纵向弯矩、横向弯矩、扭矩及墩柱内力的影响。研究结果表明:独柱墩的直径对与其相邻的桥跨结构的弯矩及剪力有较大影响,对扭矩几乎无影响,独柱直径的改变对于独柱墩的墩底内力有较大影响,对于变宽段支反力有影响,而对于曲线匝道无影响。本文的结论对今后独柱异形桥的设计工作有一定的指导意义。

基于“梁-柱线刚度比”和“强柱弱梁”概念的混凝土框架抗震设计研究

在水泥、骨料工程中,框架作为应用最广的结构形式,其整体作用和耗能能力决定着结构的抗震性能。“梁-柱线刚度比”是影响框架整体作用的重要因素,“强柱弱梁”是实现结构合理出铰、保障耗能能力的有力措施。“梁-柱线刚度比”控制梁柱的内力分配,其值作为衡量框架整体作用能力的指标;“强柱弱梁”通过增大柱端弯矩,相对弱化梁的承载力,以实现梁铰机制。两者概念不同,却相互影响,满足“强柱弱梁”的框架结构“梁-柱线刚度比”宜为0.5~0.9。“梁-柱线刚度比”多用于初选截面的指导,根据实际配筋的静力弹塑性或动力弹塑性分析获得的出铰顺序更能有效地指导合理设计。影响“强柱弱梁”的因素较多,因此合理的概念、恰当的计算、必要的构造措施相结合才是实现框架整体作用和“大震不倒”设防目标的有力保障。

方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙边框柱刚度研究

钢框架-薄钢板剪力墙竖向边缘构件刚度限值源于经典薄腹梁理论,其仅适用于钢框架,对于方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙,该刚度限值公式不再适用。该文基于薄腹梁理论,提出了方钢管混凝土竖向边缘构件的刚度限值计算公式。构建了不同宽高比和宽厚比分析模型,进行了非线性数值分析,研究了不同柱刚度对方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙力学性能、边框变形和破坏机制的影响。结果表明,按照该文公式设计的方钢管混凝土竖向边缘构件可充分发挥薄钢板剪力墙的结构性能,实现理想的破坏机制。

基于墩柱支承变刚度模型的某轻轨连续梁桥差异沉降分析

以某轻轨连续梁桥为实证背景,提出了固定支座模型和墩柱支承变刚度模型,固定支座模型采用强迫位移法直接求解,墩柱支撑变刚度模型采用优化反分析法迭代求解,目的是分析轻轨连续梁桥墩台差异沉降特性。分析表明:(1)固定支座模型的沉降仅发生在主动沉降墩,墩柱支承变刚度模型在主动沉降墩沉降时,也引起影响区其余墩柱沉降;(2)墩柱沉降会导致墩柱支反力显著变化,且计算模型对其有一定影响,总体规律是主动沉降墩对应支反力减少,相邻墩柱支反力增加,间隔墩柱支反力变化幅度受主动沉降墩沉降量影响较小;(3)采用固定支座模型时,墩柱沉降与梁截面弯矩变化呈线性关系,采用墩柱支承变刚度模型时,二者呈非线性特性。

柱底转动约束刚度及对刚架肩部弯矩的影响

根据地基及基础的变形将导致柱底发生转动,柱底转动约束刚度的大小直接影响上部结构内力,阐述了4种计算柱底转动约束刚度的方法,并通过分析单层单跨门式刚架在肩部集中水平力作用下,柱底不同约束条件时的肩部弯矩变化规律,提出按柱底弹性转动约束和刚性约束的条件计算上部结构内力存在显著差异,工程设计中应予重视。

论框架柱抗剪刚度与外力有关

框架柱抗剪刚度的计算很重要,但现在大都不考虑外力的影响,因而计算结果存在一定程度的误差,有时还很大。以常用的D值法为例进行讨论,说明宜与外力有关。

斜柱式转换层的节点刚度分析与计算

斜柱转换结构近年来已广泛应用,优化了梁式转换结构中转换梁的截面尺寸,还优化了桁架转换结构宜发生脆性破坏、延性差的缺点。同时较少的斜腹杆,很大程度上降低了施工难度,同时施工速度有很大的提升。文中针对斜柱式转换结构的斜柱节点给出了简化的计算模型,最后以单元刚度矩阵法为原则,由单个节点的刚度矩阵演算出斜柱整体模型的刚度矩阵。为验算提供一定的理论基础。

附加柱对巨-子型控制结构体系的影响

针对巨型梁的大跨度问题,在巨-子型控制结构体系中设置附加柱,形成一种新的巨-子型控制结构体系。建立该结构体系在脉动风作用下的振动方程,基于随机振动的复模态理论,推导位移和加速度响应谱及均方响应的表达式。并通过一数值算例,讨论了附加柱刚度变化对主结构和子结构产生的影响。

半主动变刚度TLCD减振控制的研究

为改进被动式调频TLCD的减振特性,提出了半主动变刚度TLCD减振系统,基本原理是将调频TLCD的弹簧设置成可调谐状态,在振动过程中,根据减振系统的需要适时调整调频弹簧的开关状态。由Lagrange方程建立起半主动变刚度TLCD的运动方程,以一个单自由度结构体系为算例,分析了可变刚度对系统控制性能的影响。研究了半主动变刚度TLCD的减振性能。通过一个五层结构的算例,分别在谐波和地震波作用下,验证了半主动变刚度TLCD对多自由度结构体系的减振特性。结果表明,半主动变刚度TLCD具有更宽的减振频带,在TLCD的频率和结构振动的频率存在误差时,仍能保持较好的减振效果。

考虑层相互作用的框架柱计算长度

在放弃了传统计算长度系数法的三个理想化假定后 ,提出了有侧移框架失稳时考虑层间支援的框架柱计算长度的计算方法。对于两层框架 ,求解一个一元二次方程得到各柱柱端的转动约束 ;对于三层框架 ,求解一个一元三次代数方程 ,得到各柱柱端的转动约束。进而由传统公式或规范附表可得到计算长度系数值。对于更多层的情况 ,先确定薄弱层 ,并假设薄弱层的上下层柱远端的梁端约束全部提供给与薄弱层相邻层的柱 。

混凝土柱计算长度取值方法探析

对混凝土柱的计算长度和计算长度系数取值进行了分析,确定了跨层柱的计算长度系数及在软件中取值的方法。

考虑土体作用多层框架底层柱的等效法

针对工程实践中常遇到因地基持力层埋置相对较深或因对基础埋置深度有一定要求,而导致在地基土中埋置有一段较长的柱的情况,并为了降低底层柱的计算高度而在地面处设有纵横向梁(地梁)的框架结构,利用桩基工程中单桩在水平向力的作用下的部分特点,与埋置在地基土中较长柱在水平向力作用下的部分特点的相似性,通过地基土与地基土中柱的相互作用关系,折算出一个考虑了地基土体约束作用的等效柱.并取等效柱做为一个结构层,加入到整体框架结构中进行分析、计算的计算模型,来考虑地基土体对框架结构的约束作用.为基础埋置相对较深,而导致地基土中埋置有较长一段柱的框架结构的整体分析、计算,提供了一种思路和方法.

考虑土体作用多层框架底层柱的等效法

针对工程实践中常遇到的,因地基持力层埋置相对较深或因对基础埋置深度有一定要求,而导致在地基土中埋置有一段较长的柱的情况,并为了降低底层柱的计算高度而在地面处设有纵横向梁(地梁)的框架结构,利用桩基工程中单桩在水平向力的作用下的部分特点,与埋置在地基土中较长柱在水平向力作用下的部分特点的相似性,通过地基土与地基土中柱的相互作用关系,折算出一个考虑了地基土体约束作用的等效柱.并取等效柱做为一个结构层,加入到整体框架结构中进行分析、计算的计算模型,来考虑地基土体对框架结构的约束作用.为基础埋置相对较深,而导致地基土中埋置有较长一段柱的框架结构的整体分析、计算,提供了一种思路和方法.

对无梁楼盖结构中框架柱合理计算模型的探讨

通过建立三种不同的计算模型,分析了柱帽的存在对框架柱受力计算的不同影响,指出计算时合理考虑柱帽刚度的影响是合理的,尤其当框架柱相邻两侧的跨度相差较大时,考虑柱帽的刚度存在可大大减小框架柱的内力和配筋。

大埋深地下式矩形泵房优化设计

地下式矩形泵房是一种常见的给排水构筑物,埋深较大时下部结构受力较大。分析案例工程,结果表明,大埋深地下式矩形泵房壁板设置扶壁柱较为合理,壁板内力计算时应考虑扶壁柱和壁板的实际刚度;比选了底板设计采用平板式和梁板式两种结构方案,梁板式方案可有效减小底板内力,减少材料用量,节约造价。大埋深地下式矩形泵房通过三维整体有限元计算和优化设计,更加经济合理。

考虑不同底层结构形式和刚度的柱顶隔震结构试验研究

钢筋混凝土底层柱顶隔震结构的底层通常为带拉梁框架柱和独立柱两种形式,为了验证这类结构的安全以及提出底层结构选型建议,开展了结构模型振动台试验,研究了底层为带拉梁框架柱和独立柱这两种结构在不同幅值地震作用下的加速度和位移响应,重点分析其底层结构的地震响应.试验原型为某实际结构中典型的一榀横向框架,制作安装了缩尺的两种柱顶隔震模型和对比的抗震模型.试验结果表明,两种隔震模型的上部楼层加速度和位移反应减震效果显著;底层加速度反应减震效果较差,而位移的减震效果尤为显著,表明按照GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》的要求设计,强震下这类底层柱顶隔震结构是安全的.数值分析表明,当底层柱刚度减小至同抗震模型时,强震下独立柱出现较大的弹塑性变形,带拉梁框架柱比独立柱更有效地提高底层层间位移减震效果,建议工程应用中底层结构选取独立柱形式时,应加大其刚度.

非加劲钢板剪力墙抗剪承载力参数分析

目的研究非加劲钢板剪力墙在侧向荷载作用下墙板的抗剪承载力,对钢板剪力墙边缘柱面内、面外刚度进行分析,为编制其设计方法提供理论依据.方法利用通用有限元软件ANSYS建立有限元模型,以参数分析方式研究了柱面内、面外刚度,高厚比λ以及跨高比L/h三个主要因素对墙板承载力的影响,并进行对比分析.结果建议非加劲钢板剪力墙与墙板相连边缘柱面内刚度ωh≤2.5、面外刚度/面内刚度≥0.2;在此基础上进行高厚比、跨高比因素影响下的参数分析,将有限元结果与现有中国规范计算结果进行对比,结果表明非加劲薄钢板剪力墙仍有较大潜力可以利用.结论笔者建议边缘柱面内、面外刚度形式简单合理,可用于设计时边缘柱的构造需求;现有规范设计方法大大低估了非加劲薄钢板剪力墙的承载力存在不足.