开口肋加劲板屈曲模态与临界屈曲应力分析

为更好掌握开口肋加劲板的设计计算方法,采用弹性稳定分析方法,对无纵向和横向加劲肋的四边简支板、纵向加劲肋等间距布置的四边简支加劲板、纵向和横向加劲肋等间距布置的加劲板进行屈曲模态和临界屈曲应力分析。结果表明:对于四边简支板或四边简支加劲板,临界屈曲应力与板宽、板长和板厚均有关,减小板宽和板长以及增大板厚可提高临界屈曲应力;随着加劲肋刚度比的变化,四边简支加劲板一般表现出3种屈曲模态,模态1为加劲肋与被加劲板共同发生整体屈曲,模态2为在加劲肋处形成波节,加劲肋与被加劲板发生屈曲,模态3为加劲肋为刚性加劲肋,不会发生失稳,只有被加劲板发生局部失稳;临界屈曲应力随加劲肋刚度比的增大而增大,模态1增大幅度最大,模态2次之,模态3逐步趋于定值。

斜加劲薄钢板剪力墙滞回性能模拟

为研究肋板刚度比对斜加劲钢板剪力墙滞回性能和耗能能力的影响,运用有限元软件ABAQUS对14片斜加劲薄钢板剪力墙模型进行了数值模拟.对比分析了斜加劲与不加劲薄钢板剪力墙的滞回性能和耗能能力,通过对13片斜加劲薄钢板剪力墙模型的模拟试验,分析肋板刚度比对斜加劲薄钢板剪力墙的滞回性能和耗能能力的影响.结果表明:设置斜向加劲肋可以有效改善薄钢板剪力墙的滞回性能和耗能能力;肋板刚度比对斜加劲薄钢板剪力墙的滞回性能和耗能能力具有一定影响.

高速铁路钢箱叠合拱桥结构设计参数影响性研究

为了解结构设计参数对高速铁路钢箱叠合拱桥结构力学特性的影响,进而指导结构设计,以哈大高速铁路新开河桥(拱肋由上、下拱肋构成的新型桥梁)为工程背景,分析矢跨比、拱肋内倾角、横撑布置方式、吊杆布置形式、拱肋系梁刚度比等设计参数对该结构体系力学特性的影响。分析结果表明:矢跨比对拱脚内力影响较大,取值为1/5左右时较合理;拱肋内倾角对结构稳定与侧弯基频的影响较显著;横撑的数量、间距、刚度与布置方案对结构稳定性有显著影响,加强肋间横撑的横向或竖向连接均能有效地提高结构的稳定性;刚性吊杆的结构稳定性最好,柔性吊杆布置形式对结构竖弯基频与扭转基频影响较大;拱肋系梁刚度比对内力分布影响显著。

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。

十字加劲钢板剪力墙的变参分析

利用有限元软件ANSYS对十字加劲钢板墙进行变参分析,研究板的高厚比、高宽比、柱刚度、柱轴压比及肋板刚度比对其水平极限承载力和抗侧刚度等性能的影响,对比分析参数变化时钢板墙的面外变形和最终破坏状态的应力分布。参数分析表明:板的高厚比和高宽比变化明显改变了钢板墙的受力性能和破坏机制,对其抗侧性能影响显著;柱刚度主要影响内填板拉力带的发育,保证钢板墙的整体工作能力;肋板刚度比主要影响内填板拉力带的发展形式,防止纵横加劲肋由于肋板刚度比不足而被拉断。

梁拱组合连续刚构公路桥拱梁活载分承比研究

为研究梁拱组合连续刚构桥在活载作用下拱与梁的分担比例,将吊杆力等效为膜张力作用于梁拱闭合体上,使用力法推导了三跨梁拱组合连续刚构桥在均布荷载作用下的拱肋活载分担比例的解析解,通过与有限元结算结果的对比,提出既定假设条件下解析公式的修正方法,并通过灰色关联分析法研究了拱梁组合连续刚构桥拱肋活载分担比例的敏感影响因素;结果表明:经与有限元结果比较,本文解析公式的计算误差在±10%以内,推导出的既定拱肋荷载分担比例下拱肋截面抗弯刚度的计算公式可以用于梁拱组合连续刚构桥概念设计中;结论:吊杆与拱肋等代刚度比和梁拱弯曲刚度比kba为影响拱肋荷载分担比例的主要因素,增大拱肋截面刚度可以使拱肋分担更多的荷载;在刚梁柔拱的假定下,拱肋至少能承担30%以上的活载,但当拱肋分担的荷载比例超过60%后,继续拱肋截面抗弯刚度已不能大幅提高其分担的荷载比例。

铁路三拱肋简支系杆拱桥设计参数研究

为了解三片拱肋设计对铁路简支系杆拱桥受力性能的影响,结合某铁路1-80 m三拱肋简支系杆拱桥的结构选型和设计,建立有限元模型,对边中拱梁截面尺寸、拱梁刚度比、合理拱形、横撑布置、吊杆力等主要设计参数进行研究,提出各设计参数的取值建议。研究结果显示:边中拱、梁宜采用相同的截面尺寸;拱梁刚度比宜取1/12~1/4;合理拱形的矢跨比宜采用1/5~1/6,拱轴线宜采用1.8~2次抛物线;加强跨中和1/4跨位置的横撑布置有利于提高结构的整体稳定性;中、边吊杆的成桥索力比值为1.15左右较为合理。

六线简支钢箱叠合拱桥拱肋力学分析

以北京丰台站六线简支钢箱叠合拱桥为工程背景,利用MIDAS/Civil建立六线简支钢箱叠合拱桥的有限元模型,对成桥状态下的拱肋在不同工况下的受力情况进行分析,在三线偏载情况下拱肋竖向位移达到最大值129.3 mm,比六线全载情况下稍增加3.7 mm,拱肋最大压应力达到208 MPa,比六线全载情况下稍增加7 MPa,在三线偏载情况下对拱肋受力最不利,但拱肋位移及应力均满足规范要求,在使用阶段的安全性得以保证。分析了温度对拱肋位移的影响,拱肋各部位竖向位移变化呈抛物线形,随着拱肋与拱脚之间距离的增加,竖向位移值增大,在拱顶处达到最大值,拟合出了拱肋位移与温度之间的关系,为预测六线简支钢箱叠合拱桥的温度变形提供相关依据;同时分析了拱肋与主梁刚度比变化对拱顶在不同温度下的竖向位移进行了分析,提高拱肋刚度可以减小拱肋竖向位移。

弹性转动约束边界组合梁高腹板加劲肋设置

通过构建组合梁腹板的转动约束边界计算模型,采用里兹能量法推导了弹性转动约束边界刚性加劲和柔性加劲状态下加劲板的屈曲应力计算公式.在此基础上,获得组合梁受边界约束影响的纵向加劲肋临界刚度和最优位置的计算公式.理论推导结果与有限元分析结果符合良好,证明本分析方法正确.结合算例对本方法和现行规范进行对比分析,结果表明:采用本方法设计钢-混组合梁高腹板纵向加劲肋,相比现行规范可以显著提高腹板屈曲荷载,有效降低材料消耗,更具经济性和合理性.

钢板剪力墙震后型钢斜劲修复结构的抗震性能研究

为研究钢板剪力墙结构在遭遇震害后的修复方法和修复后结构的抗震性能,对一榀缩尺比1∶3的单跨两层薄钢板剪力墙进行原始结构和修复结构低周往复荷载试验研究,在原结构加载结束后对受损结构采用型钢斜加劲肋的方法进行原位修复,研究钢板剪力墙震后型钢斜劲修复方法的有效性和修复后结构的抗震性能。同时,采用有限元软件ABAQUS模拟修复过程,进行修复结构与未修复结构二次遭遇低周往复荷载作用的性能对比研究,以及修复结构中型钢斜肋的肋板刚度比参数分析。研究结果表明:在设防地震阶段采用斜劲修复后,结构内嵌钢板面外变形得到有效恢复,斜劲修复与加固方法可行,同时有限元的"生死单元"法也可较好地实现修复过程的模拟;修复结构的承载力、弹性刚度和能量耗散量显著提高,分别相较未修复结构的提升12.06%、36.57%和57.72%;同时,斜劲修复有效减小了内嵌板的面外变形量,变形量较未修复结构降低37.69%,斜劲修复用肋的肋板刚度比阈值可选用50,即为传统纵横加劲钢板剪力墙竖向肋板刚度比的限值。

箱板式钢结构住宅底部加强区组合钢板墙有限元分析和抗剪承载力计算式

为了建立箱板式钢结构住宅底部加强区组合钢板墙的抗剪承载力计算式，在前期试验研究的基础上，设计了16个模型试件，对影响组合钢板墙抗剪承载力的关键参数进行了有限元分析，探讨了钢板墙的高厚比、肋板刚度比等对组合钢板墙抗震性能的影响规律，分析了试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、承载力和刚度退化等。结果表明：墙板的高厚比越大，钢板越容易产生面外屈曲形成拉力带，滞回曲线捏缩越明显，屈服承载力和极限承载力越低。高厚比越小，组合钢板墙的抗侧刚度越大，但在受力后期，刚度退化速度较快。肋板刚度比对初始弹性刚度和滞回性能的影响不明显。基于分析结果，提出了组合钢板墙的合理破坏模式，并通过参数分析和回归分析，得到了组合钢板墙的抗剪承载力计算式。算例分析表明：所提计算式可用于计算组合钢板墙的抗剪承载力。

框支密肋壁板结构第二层与底层刚度比和底层抗震墙数量的研究

框支密肋壁板结构是由底部框架-抗震墙和上部密肋壁板组成的新型结构体系。以实例原型结构为基础提出了8种方案。采用有限元分析软件IDARC 2D 6.1对其进行了水平地震作用下的非线性动力时程分析。分析了框支层的刚度对结构的动力特性和地震反应的影响,以及多层框支密肋壁板结构第二层与底层刚度比的取值问题。以底层最大层间位移角为控制参数,探讨了底层抗震墙数量的合理取值,提出了多层框支密肋壁板结构抗震设计底层抗震墙数量的初估值:底层结构截面面积(抗震墙截面面积加柱截面面积)与楼面面积的比值的范围为4%~6%;抗震墙截面面积与楼面面积的比值的范围为2%~4%,可为该类建筑工程抗震设计提供参考。