基于荷载时程分析法的商用飞机撞击钢板混凝土结构安全壳的有限元分析

由于钢板混凝土墙背部钢板能够有效地约束混凝土在撞击方向上的运动以及限制混凝土碎片的飞溅,为了抵御商用飞机撞击,新型核电机组的核岛厂房外墙通常设计为钢板混凝土结构(SC)。基于荷载时程分析法,运用经典的显式非线性动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,进行了波音707-320型号商用飞机撞击某钢板混凝土结构安全壳的响应分析。计算结果表明,即使在安全壳筒身最不利撞击部位冲击作用下,像波音707-320型号的商用飞机对该安全壳的影响是较小的,且增大钢板的厚度能够有效的减小冲击作用下结构的响应。

大型商用飞机撞击钢板混凝土结构安全壳的有限元分析

为研究不同场地条件对大型商用飞机撞击核电厂结构的冲击响应影响,采用规范推荐的集总参数场地动力模型考虑不同的均质场地条件。基于荷载时程分析法进行了某大型商用飞机撞击钢板混凝土结构安全壳的冲击响应对比分析。分析结果表明,随场地剪切波速的增大,安全壳的冲击响应减小,当考虑为固定端时,其响应最小;当场地的剪切波速较大,即场地较硬时,假设为固定端的边界条件是合理的,当场地较软时,应考虑场地的弹性作用;场地阻尼效应对于冲击响应的影响很小,可忽略不计。针对某特定场地,大型商用飞机对钢板混凝土结构安全壳的冲击响应较小,不会引起结构的整体破坏,是可接受的。

土中钢板-混凝土筒结构抗爆性能研究

为探究地下爆炸荷载作用下土中钢板-混凝土筒结构的抗爆性能,采用多物质流固耦合计算方法,揭示了冲击波在土体介质中的传播规律,分析了钢板-混凝土筒结构的动力响应与损伤机理,开展了爆炸模型试验,获得了筒体附近的土压力分布及其迎爆面的变形时程曲线,并验证了数值模拟的准确性。在此基础上,与传统钢筋混凝土筒结构抗爆性能对比,分别评价了两种结构形式的破坏模式与损伤程度。结果表明,同等用钢率下,钢板-混凝土筒体抗冲击性能更好。

钢板混凝土结构中锚固与搭接的优化技术和分析

在钢板混凝土结构中,锚固和搭接是保证结构稳定、可靠的关键。锚固和搭接是一种非常有效的方法。锚固段和搭接段可以增强节点间的结合强度,改善整个结构的抗震性能和扭转性能,保证结构的安全。采用合适的锚固段和搭接段,可减小结构的振动与变形,提高结构的稳定度及耐久性能。锚杆和搭接技术还能提高建筑的建造效率,节约材料费用,降低建造难度,改善整个结构的质量。

核电厂核岛双钢板混凝土结构制作及焊接变形控制

文中分析了核电厂双钢板混凝土结构的上游技术条件,通过选用合理分配焊接子模块,制作焊接防变形胎膜,优化焊接工艺和优化焊接顺序等方式,并结合双钢板混凝土结构的制作流程制订相应的焊接质量控制的措施,最终实现焊接防变形控制的效果。结果表明:按照所制订的工序和质量控制措施所制作的双钢板混凝土结构符合设计要求,为其他同类型的钢结构制作和焊接变形控制提供借鉴。

双钢板混凝土组合结构起波钢筋连接件的拉伸力学性能研究

提出将起波钢筋作为双钢板混凝土组合结构的连接件,并设计开展12个组合板单元体试件的拉伸试验,研究了直径和起波角度对起波钢筋连接件拉伸力学性能的影响。研究结果表明:连接件的破坏模式分为拉直后断裂和未拉直即断裂两种,当起波钢筋连接件在拉直后发生破坏时,变形能力和耗能能力得到大幅提高;随着连接件直径和起波角度的增大,破坏位移、拉断力和耗能能力也增大,但起波角度对拉断力影响较小;提出起波钢筋连接件强度的计算方法,计算结果与试验结果吻合较好。结合试验结果,对双钢板混凝土组合结构起波钢筋连接件的设计提出了合理化建议。

钢板混凝土结构形式应用于核电站安全壳的适用性初探

对钢板混凝土结构形式安全壳在内压作用下的承载能力进行了有限元计算分析。首先建立了与某核电预应力混凝土安全壳几何尺寸基本一致的钢板混凝土安全壳有限元模型,施加内压进行计算,计算结果表明在设计基准内压的作用下,钢板混凝土内的混凝土发生大面积开裂,钢板混凝土安全壳在内压工况下的承载能力和抵抗变形能力小于预应力混凝土安全壳。然后对钢板混凝土安全壳的适用条件进行了计算分析,计算结果表明当安全壳直径较小或混凝土抗拉强度较高时可以保证混凝土在设计基准内压作用下不开裂,以实现安全壳作为最后一道屏障的包容作用。对钢板混凝土结构应用于核电厂安全壳的相关参数进行了初步的分析,可以为后续不同核电堆型的安全壳的设计提供一些参考。

钢框架-钢板墙和钢管混凝土柱-钢梁框架结构抗震性能对比分析

为满足建筑工业化的迫切需求,进一步拓展钢框架-钢板墙结构和钢管混凝土柱-钢梁框架结构2种典型结构体系在高烈度区的应用,以某高烈度地区保障性住房建设项目为结构方案原型,分别对其进行多遇地震下的反应谱抗震设计,并补充了弹性动力时程分析验算,同时对比分析了罕遇地震下2种结构的弹塑性抗震性能。结果表明,钢框架-钢板墙结构体系在地震作用下的侧移模式呈弯曲型,塑性铰主要出现在钢板墙附近的梁端和柱端,而钢管混凝土柱-钢梁框架结构体系侧移模式呈剪切型,塑性铰主要出现在结构中间层的梁端。2种结构体系均能够满足预期的抗震设计要求,适用于高烈度区的多高层民用建筑。

80m连续钢桁梁钢板-混凝土组合桥面板的设计分析

钢板-混凝土组合桥面板是轻薄型桥面板,混凝土用量低、承载能力高、施工无模板化、经济效益突出,能够适用于丰富的桥型和满足更大跨径桥梁的需求。以某80m连续钢桁梁为例,结合板桁组合结构的受力特性,对各个体系的受力情况进行具体分析,探讨钢板-混凝土组合桥面板在山区钢桁梁桥中的设计与应用。

装配式混凝土结构的施工现场连接技术研究

为了解决装配式混凝土结构中连接技术的应用问题,本文介绍了定型化钢板连接技术,分析了其在确保结构安全性和稳定性方面的关键作用,提出了基于现场实际应用的改进策略,得出了定型化钢板连接技术在提高装配式混凝土结构施工效率和质量方面具有显著效果的结论。

混凝土结构中梁柱节点核心区加固方法的研究

混凝土结构中梁柱节点核心区是结构的关键部分,其性能直接影响到整个结构的稳定性和建筑的安全。近年来,由于混凝土结构受到的荷载和环境条件的变化,梁柱节点核心区的问题日益突出,例如裂缝扩散,承载力降低等,因此需要寻找有效的加固方法。在本研究中,我们对多种梁柱节点核心区的加固方法进行了详细的研究和比较,结合实际工程应用,分析了各种加固方法的效果和适用范围。研究结果表明,钢板粘贴、碳纤维加固和预应力加固法是当前最为有效的加固方法。钢板粘贴能显著提高梁柱节点的承载力和刚度,但成本较高;碳纤维加固法灵活便捷,但是需对构件表面进行特殊处理;预应力加固则可以有效提升结构的韧性和延性。透过实际工程应用分析,我们发现在不同的工程条件及破损程度下,需综合考虑各种方法的优劣,选择最适合的加固方案。希望本研究能为工程实践中选择和实施梁柱节点核心区加固方法提供参考。

钢板混凝土剪力墙超限结构设计——以武汉某住宅项目为例

钢板与混凝土组合的剪力墙具有自重小、承载力高、整体延性好、耗能能力强、抗震性能优良等优点,在超高层建筑结构中有非常广阔的应用前景。由于现行规范图集对复杂组合结构的构造描述和大样做法涉及较少,导致结构工程师在设计时常常遇到一些困惑。本文结合工程实际,详细介绍了结构的整体布置、墙厚的设计原则、钢板混凝土剪力墙的优点、边缘构件及墙身的细部构造、施工措施、弹塑性分析结果、基础及墙脚设计等内容,希望为钢板混凝土剪力墙推广应用,提供设计参考。

钢板混凝土结构工业建筑设计要点与案例分析

当今,随着社会建设步伐的加快,工业化生产也走向现代化,而工业建筑和民用建筑不同,工业建筑是为生产服务的,因此对于结构强度的要求也不同。而钢板混凝土结构仍然是较为多见的一种结构形式,其具有高承载力、抗震性能好、耐腐蚀的优势。因此,针对钢板混凝土结构工业建筑设计进行了分析,提出了解决对策,希望能为这项工作提供一些有价值的参考依据。

先进核电厂安全壳结构模型试验研究

安全壳结构模型试验与工程实体安全壳结构试验相比 ,可对关键技术问题进行更加深入的试验研究。通过对模型试验得到的位移、应变、裂缝、预应力值的试验结果 ,检验结构的非线性分析理论 ,实测极限承载能力和破坏状态 ,并为实体设计提供试验依据。

爆炸荷载作用下内衬钢板的混凝土组合结构的局部效应分析

内衬钢板被广泛应用于军事工程的加固改造 ,以增强结构的防震塌局部破坏能力。但由于在爆炸荷载作用下内衬钢板的混凝土组合结构的局部破坏机理尚未完全搞清 ,因此本文利用以前建立的层状波动计算模型分析对比了有无钢板加固时混凝土中的应力变化情况 ,进一步研究了内衬钢板后组合结构在爆炸荷载作用下的防震塌破坏机理 ,并分析了混凝土钢板组合结构在爆炸荷载作用下的局部受力行为和破坏形态 。

钢管混凝土-钢板深梁结构抗震性能分析

提出了钢管混凝土-钢板深梁结构,它由钢管混凝土柱、柱间钢板深梁两种构件组成。为深入研究该结构的抗震性能,在典型模型构件试验基础上,用ABAQUS软件对不同钢板深梁布置与间距、不同钢板深梁厚度、不同钢板深梁跨高比的试件进行了数值模拟,模拟中考虑了基础锚固滑移对试件顶部位移的影响。研究表明:随着钢板深梁布置数量的增多和钢板深梁厚度的增大,结构承载力和刚度明显提高,但提高幅度逐渐减慢,而延性有所降低;随着钢板深梁跨高比的增大,结构的刚度和承载力逐步减小,延性逐步提高;合理设计钢板深梁布置位置与间距的试件与整体钢板试件相比,虽承载力和刚度有所降低,但延性和钢板弹塑性耗能能力显著提高,有利于抗震。在满足构造要求下,钢管混凝土-钢板深梁结构具有良好的抗震耗能性能,可用于高层建筑结构抗震设计。

双钢板-混凝土组合防护结构受力机理研究综述

双钢板-混凝土组合结构不仅具有省模板、少支模等施工便捷性,而且具有抗渗性好、变形能力强、抗冲击与抗爆性能突出等良好的力学性能,在核设施、近海工程设施等防护抗灾结构中具有良好应用前景。除了抵御极端荷载外,防护结构在常规荷载下的良好受力性能对其维持正常使用功能、减少日常事故风险以及避免次生灾害至关重要。本文介绍了双钢板-混凝土组合防护结构的工程应用与研究现状,着重总结了各类新型双钢板-混凝土组合结构构件与连接的受力机理与性能,并以近年相关理论分析、试验与数值模拟等研究为例进行详细说明。内容主要涉及双钢板-混凝土组合防护结构中剪力连接件受剪与受拉性能、平面及曲面双钢板-混凝土组合梁斜截面抗剪与正截面抗弯性能、双钢板-混凝土组合墙(板)面外局部荷载作用下冲切性能与墙体受压性能、双钢板-混凝土组合壳面外冲切性能。

方钢管混凝土框架-钢板剪力墙结构抗震分析

将具有承载力高、耗能能力强等优点的非加劲薄钢板剪力墙用于抗震性能优越的方钢管混凝土框架中,形成一种新型组合结构体系,利用有限元对其进行模拟分析对推广应用尤为重要.通过OpenSees有限元软件设计并建立了方钢管混凝土框架-钢板剪力墙结构体系的分析模型,在校准模型的基础上,采用Pushover方法探讨结构的弹塑性发展过程、层间位移和层间剪力的分布规律.研究表明,框架与钢板剪力墙可以很好地协调工作,此类结构具有良好的延性;结合动力时程分析方法研究了不同地震动作用下结构的动力响应,计算得到的结构影响系数和位移放大系数,可为方钢管混凝土框架-钢板剪力墙体系基于性能的抗震设计提供一定参考.

钢管混凝土框架-两边连接钢板组合剪力墙结构反应修正系数分析

钢管混凝土框架-钢板组合剪力墙结构体系(CFST-CSPSW)具有良好的延性和耗能能力,在实际工程中具有很好的应用前景。文章采用Open Sees有限元软件建立了CFST-CSPSW结构体系分析模型,基于增量动力时程分析法(IDA法),评估了CFST-CSPSW结构体系的抗震性能,分析了结构层数、跨数、自振周期等参数对结构性能参数的影响规律。研究表明:钢管混凝土框架-钢板组合剪力墙结构体系是一种抗震性能优越的双重抗侧力结构体系,其结构反应修正系数R和位移放大系数C_d随结构自振周期、层数、跨数的增大略有减小,结构性能系数变化趋势均随结构高度的增大逐渐减小趋于平缓。基于本文分析模型,提出了钢管混凝土框架-两边连接钢板组合剪力墙结构体系的结构反应修正系数R平均值为3.27,位移放大系数C_d平均值为3.05,为基于性能的组合结构体系设计提供参考。

超高层建筑钢板混凝土组合结构施工技术

根据北京某超高层建筑施工重点及难点,提出钢结构构件的深化设计,得出节点处钢筋的施工工艺,提出钢板焊接完后钢筋的安装方法,介绍了混凝土浇筑过程中的注意事项。该施工取得了较好的经济效益和社会效益。