钢框架-预应力索支撑结构断索动效应

为研究多层钢框架-预应力索支撑结构体系中预应力拉索在偶然荷载作用下突然断裂引起剩余结构振动响应的特征,采用瞬时加载法,借助大变形动力有限元软件ANSYS/LS-DYNA对底层一侧索支撑突然失效的一榀六层平面钢框架-预应力索支撑结构进行了动力响应的仿真分析。结果表明:剩余结构顶点侧移及与断索相邻关键构件端内力的动力系数均不大于2.0;顶点侧移、内力的最大值均发生在索完全破坏后;索的预拉力增大对断索后剩余结构的安全不利,但索直径变化对断索后的剩余结构影响不大;索的预拉力、直径变化对动力系数影响都很小。

平面钢框架-预应力索支撑结构断索动效应分析

为研究钢框架-预应力索支撑结构由于索突然断裂破坏引起的动效应,采用瞬时加载法,对单侧索破断后的剩余结构分别用简化理论和有限元模型进行动力反应分析。研究结果表明:当结构在整个振动过程中处于线弹性状态时,动效应仅与索阻尼比以及失效时间相关,动力系数最大值接近2.0,且动力系数随索失效时间和阻尼比的增大而减小;但当结构在整个振动过程中发生屈服进入塑性状态后,动力效应还与需求能力比有关,动力系数随需求能力比的增大而增大,直至出现动力发散;结构中破断索卸载产生的冲击被未破断索的拉力抵消了,从而钢框架不易进入塑性状态。

高层钢框架预应力索支撑结构脉动风模拟AR模型参数分析

以高层钢框架预应力索支撑结构为例,研究了应用AR模型进行脉动风模拟时,模型的2个关键参数——时间步长、时域点数的取值对模拟结果的影响.在讨论基于AR模型的脉动风模拟方法的基础上,利用有限元软件Sap2000建立结构模型,利用Matlab编制AR算法程序,分别选用不同的时间步长、时域点数对结构进行脉动风速时程分析,将生成的脉动风速功率谱曲线与目标谱进行对比,根据曲线吻合情况确定参数的合理取值范围.结果表明,时间步长的取值对AR模型模拟结果有较大影响,其最优值域为0.10～0.18 s,超出这一范围均会导致功率谱曲线与目标谱偏离,降低模拟精度；时域点数对AR模型模拟精度的影响较小,可根据工程需要选择时域点数.

多高层预应力钢结构索支撑-框架静力性能研究

将预应力索支撑引入多高层钢结构,提出耗能预应力索支撑-框架结构,该结构体系能有效提高框架结构的抗侧能力和侧移延性,减小柱子计算长度,降低结构用钢量。利用有限元分析方法,分别对预应力索支撑-刚接框架、预应力索支撑-半刚接框架以及纯刚接框架进行静力性能分析,研究轴压比对三者的弹塑性发展、极限承载力、破坏机理、侧移刚度和侧移延性等方面的影响规律。研究表明,设置索支撑除增大框架抗侧刚度和提高极限承载力外,更重要的是提高侧移延性,改善破坏模式,且当外荷载去除或减小时使框架全部或者部分回到原始平衡位置,实现自复位。另外,随着轴压比的增大,三者抗侧承载力均降低,纯框架侧移延性降低,但索支撑-框架延性基本不受轴压比影响。

用于网架结构加固的索撑、套管集成加固法及工程应用

某游泳馆设计于1993年,竣工于1996年,屋盖为正放四角锥螺栓球平板网架。在改建过程中,因有使用功能升级及设备改造,对其进行检测、鉴定及加固,鉴定结果表明,屋盖网架结构不能满足安全性及耐久性要求。针对节点及杆件的不同受力特征,采用了不同的加固方法:采用增设加劲肋解决平板支座承载力不足问题,采用新型预应力高钒索、钢支撑及套管集成加固法解决杆件、节点承载力不足及杆件稳定性不足的问题。预应力高钒索、支撑及套管集成加固方法形成了网架结构加固的成套技术体系,避免了网架结构加固中的焊接作业,消除了焊接应力的影响以及焊接过程中钢管高温软化可能导致的非预期破坏,大大缩短了施工作业时间,取得了良好的社会与经济效益,为以后类似改造工程提供了借鉴。