新型转换结构楔形柱在高层建筑中的应用

简要叙述转换结构的研究现状,介绍几种常见的转换结构。由桥梁到高层结构,桥墩转型为楔形柱。对楔形柱的受力机理做以简要分析,对结构设计以概念性的把握。同时,对楔形柱的连接节点提出了更高的要求。

楔形柱平面内稳定极限荷载计算分析

利用数值方法对楔形柱平面内稳定极限荷载的计算进行了探讨 ,在迭代条件中采用混合迭代的方法 ,避免了在截面M -P -Φ关系计算中迭代不收敛问题 ;在构件的荷载 -挠度关系计算中应用弹塑性条件 ,优化了计算过程 ,缩短了计算时间 ;并利用程序分析了柱子的极限荷载随楔率与柱端弯矩比的变化规律 .

楔形工字形柱在刚架平面内计算长度系数的探讨

针对《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CSCE102:2002在楔形工字型柱稳定承载力的计算上存在的一些问题,文章就其中计算长度系数计算进行修正。

楔形H型钢短柱在循环荷载作用下的试验研究与数值模拟

变截面H型钢构件是轻钢结构体系中经常采用的构件形式,探索其抗震性能必要而迫切。该文对7个楔形薄腹H型钢短柱进行了在恒定轴力下的拟静力试验,分析了其在反复水平荷载作用下的局部屈曲产生与发展过程,试验现象表明:局部屈曲是试件最终破坏的主要原因之一;根据试验结果绘制了试验试件的滞回曲线与骨架曲线,对比了腹板宽厚比、翼缘宽厚比、楔率等参数对骨架曲线的影响。基于ANSYS工作平台,建立了试验试件的数值分析模型,对试验试件进行了循环往复荷载作用下的全过程分析,分析中考虑了双重非线性、初始几何缺陷、残余应力等因素的影响。将数值计算结果与试验结果进行了对比分析,讨论了试件破坏形态、滞回曲线、最大承载力等方面的对比结果。分析结果表明:数值模拟能够较好地反映试件的试验结果。(4)数值计算获得的滞回曲线较试验获得滞回曲线饱满,在后继进行大规模循环荷载参数分析以提炼楔形H型钢压弯构件恢复力模型过程中应充分注意这一点。

楔形H型钢短柱循环荷载试验研究

对7个楔形薄腹H型钢短柱进行了在恒定轴力下的拟静力试验,对比分析了其在反复水平荷载作用下的破坏现象、滞回曲线、耗能情况。试验结果分析表明:腹板宽厚比较高的试件延性较差,且板件宽厚比对于构件的影响和初始缺陷密切相关;构件的竖向力对其滞回性能影响较大,应严格控制楔形压弯构件的轴压比。

无侧位移楔形变截面门式刚架柱弯矩作用平面内的等效弯矩系数研究

现行规范CECS 102∶2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》对楔形变截面刚架柱的稳定计算公式(6.1.3-1)借鉴等截面构件的稳定计算公式,但平面内等效弯矩系数仅对有侧移刚架柱作出规定βm=1,而对于无侧移楔形变截面刚架柱平面内等效弯矩系数未作任何规定,这给设计和工程实践带来了不便。本文基于平衡法,对3类典型受力情况下无侧移楔形变截面门式刚架柱平面内等效弯矩系数进行了深入研究,并取得一些有价值的研究成果,可为工程实践及规范修订提供参考。

LD与柱状楔形透镜光纤的耦合特性研究

半导体激光器与光纤的耦合系统的优化设计,可减小耦合损耗,有利于半导体激光器的使用和发展。文章分析柱状楔形透镜光纤与半导体激光器的耦合损耗,运用矩阵光学的ABCD定律建立了柱状楔形透镜光纤与半导体激光器耦合的模型,对激光耦合进入光纤进行计算;通过仿真计算,研究柱状楔形透镜光纤的结构参数对耦合效率的影响与纵、横向位置偏移容忍度。结果表明:柱状楔形透镜光纤各项结构参数中,锥端尺寸与柱面半径对耦合效率的影响较大。锥端尺寸与柱面半径与耦合效率呈反比,在设计的耦合系统中,容忍范围为1.2μm;纵横向偏差存在时,x方向容忍度最低为0.71μm,而y方向的容忍度是x方向的3倍多;在进行柱状楔形透镜光纤耦合实验时要着重减少x方向误差。

拉锥球透镜光纤和柱状楔形透镜光纤与半导体激光器耦合的比较研究

分析光通信领域光发射次模块中拉锥球透镜光纤和柱状楔形透镜光纤与半导体激光器耦合的技术,建立这2种透镜光纤与半导体激光器耦合的模型。通过数学推导与软件仿真,得到出射波长为1 310 nm,平行结平面与垂直结平面发散角分别为13.00°与38.27°的双异质结激光器与这2种透镜光纤耦合时的耦合效率及多种对准误差的容忍度。同时,将这2种耦合方式的耦合效率、微透镜加工精度要求、纵向间隙与横向偏移容忍度、角度偏差容忍度以及同时存在有横向偏移与角度偏差时的容忍范围进行比较。研究结果表明:柱状楔形透镜耦合效率最大值达96.09%,远高于拉锥球透镜的耦合效率,而与柱状楔形透镜相比,拉锥球透镜在容忍度方面没有显著的优势,总体上,柱状楔形透镜光纤在与半导体激光器耦合中较拉锥球透镜光纤有更好的表现。

楔形轴心受压柱试验研究

通过6根柱子试验,分析了楔率对楔形轴心受压柱的稳定极限荷载及受力性能的影响。

变截面工形柱平面内稳定极限承载力研究

基于非线性板壳有限元结构分析方法,对门式刚架变截面工形柱平面内稳定极限承载力进行了大挠度弹塑性分析研究。在考虑壁板局部屈曲和构件整体屈曲相关作用的同时,对影响稳定承载力的几何参数包括腹板宽厚比、翼缘宽厚比、构件楔率和构件长细比等进行了系统的分析和研究,并与现行《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》进行了比较,获得的结论对工程设计具有参考价值。

变截面工形柱平面内弹塑性极限承载力研究

应用非线性有限单元法对变截面工形柱平面内弹塑性极限承载力进行了几何非线性分析。利用牛顿—拉弗森法和弧长法对荷载—位移平衡路径进行跟踪研究,研究了翼缘宽厚比对结构极限承载力的影响;分析中考虑了不同楔率和长细比等因素对构件极限承载力的影响,提出实用计算公式,获得对工程结构设计有益的结论。

某345m超高层建筑结构转换柱设计研究

介绍了某建筑高度约345m的超高层建筑外立面收进结构的实现方法。对于三种实现方式的转换柱(斜柱、楔形柱、矩形搭接柱)及转换区楼面梁和剪力墙的受力进行了比较分析,重点介绍了转换区构件的传力路径、应力、变形、损伤等力学特征,并考察了不同形式转换柱对结构整体性能的影响。分析结果表明,转换区局部楼层刚度的变化对整体结构影响不大,但转换柱截面尺寸对层间受剪承载力的影响较大,同时会导致转换区框架承担的剪力比例高于普通楼层。最后针对转换区核心筒墙体在重力和地震荷载作用下在水平方向均存在较大拉力的情况,采取了特别的结构加强措施以抵消对核心筒墙体受力的不利影响。

压弯柱极限承载力研究

本文应用非线性有限单元法对变截面工形柱平面内弹塑性极限承载力进行了大挠度分析研究。利用牛顿—拉弗森法和弧长法对荷载—位移平衡路径进行跟踪研究,研究了翼缘宽厚比和腹板宽厚比对结构极限承载力的影响;分析中考虑了不同楔率和长细比等因素对构件极限承载力的影响,并提出实用计算公式,获得对工程结构设计有益的结论。

天津陈塘商务区公建项目转换柱工程设计研究

本文以实际公建项目为研究对象,优化建筑方案以减少结构不规则项,应用两类结构分析软件进行结构整体弹性分析,针对设定的性能目标,进行整体结构中震计算及搭接转换柱节点大震下的有限元分析,证明1~5层框架柱及核心筒剪力墙可以达到性能水准3要求,搭接柱转换构件可以达到性能水准1要求。为了满足受剪承载力比要求,对搭接转换柱优化为楔形柱,进行有限元分析,证明其同样满足大震弹性要求。

变截面轴压柱稳定试验研究

通过六根变截面柱子试验,并与等截面轴压柱进行比较,分析变截面轴心受压柱的稳定极限荷载及受力性能,给出荷载—位移曲线.

提高金刚石强化柱齿性能的研究

针对牙轮钻头制造行业对边楔形金刚石强化柱齿的需求及锥球形金刚石强化柱齿在耐磨性、外观、结合强度等方面的不足进行研究。采用烧结法合成边楔形金刚石强化柱齿,使用焙烧石墨模具,合理设计硬质合金基体,选用合适的工艺配方,研制成功了边楔形金刚石强化柱齿,为国内首创,平均磨耗比≥10万,满足了牙轮钻头厂家的要求。采用混合烧结法制作D-D结合的锥球形金刚石强化柱齿,平均磨耗比≥20万,比用烧结法制作的同类产品的耐磨性提高了一倍,外观质量得到明显改善。应用本研究成果生产的产品国内市场占有率达70%以上。