钢框架-装配式混凝土抗侧力墙板结构受力性能

为研究钢框架-装配式混凝土抗侧力墙板装配式结构体系的受力性能,对4榀钢框架-预制混凝土抗侧力墙板结构足尺试件进行低周反复荷载作用下的试验研究,测试连接构造的可靠性,研究结构的破坏机理、滞回性能、延性及变形和耗能性能等.采用有限元软件ABAQUS对试验模型进行分析,并在验证有限元模型可靠性的基础上,研究抗侧力墙板与钢梁连接界面的受力性能和传力机理,考察各类连接件承担剪力和弯矩的分布情况以及分配关系.试验结果表明:该结构体系为一种典型的双重抗侧力体系,加载过程呈现出明显的两阶段性,抗侧力墙板先于钢框架破坏,为结构体系的第1道防线;型钢混凝土墙板与钢梁连接界面上的剪力由型钢与抗剪栓钉共同承担,对于钢筋混凝土墙板,剪力作用主要由抗剪栓钉承担;连接界面上的弯矩作用主要通过型钢(或锚筋)承担拉、压力和混凝土承压来平衡.

分散式钢棒混凝土柱非线性数值模拟研究

针对实腹式型钢混凝土柱施工难度大、造价高的特点,文中基于核心区钢骨含钢量相同的原则给出了一种低工程造价、低施工难度的分散式钢棒核心钢骨混凝土柱,初步试验已验证两种柱的力学性能相近,该论文则是更深入地研究这种新型截面柱的抗震性能。通过考虑材料本构关系的非线性以及P-Δ效应,应用有限元软件(ABAQUS)建立分散式钢棒核心钢骨混凝土柱的非线性有限元模型,开展轴压比、含钢率、混凝土强度以及核心钢棒屈服强度等对分散式钢棒核心钢骨混凝土柱荷载位移曲线、水平极限承载力及延性系数影响的研究,结果表明:分散式钢棒核心钢骨混凝土柱水平极限承载力受轴压比和混凝土强度的影响明显,而含钢率和核心钢棒屈服强度对水平极限承载力影响很小;延性系数是一个比较敏感的指标,受各种因素的影响均较明显。

某大型仓库钢结构防火的性能化分析

对某大型仓库的钢结构防火保护进行了性能化分析 ,通过设定较为合适的火灾场景 ,得到相应的火灾荷载密度、火焰高度、火灾持续时间 。

薄壁型钢-混凝土梁柱节点抗火性能数值分析

使用ANSYS分析软件建立了薄壁型钢-混凝土梁柱组合节点在ISO-834火灾升温曲线下的有限元理论分析模型,对薄壁型钢-混凝土梁柱节点弯矩-时间曲线和节点耐火时间进行参数化分析。研究结果表明,荷载水平的大小对组合节点的耐火极限具有很大影响;然而当荷载水平保持不变时,防火保护层厚度则是另一个对梁柱组合节点的耐火极限有显著影响的重要因素,而其它参数如材料特性、构件几何尺寸等对梁柱组合节点耐火极限影响很小。

钢结构端板连接梁柱结点抗火性能试验和有限元分析

目的研究端板连接梁柱结点抗火性能,给出端板连接梁柱节点的合理构造措施,为其抗火设计提供理论依据.方法采用全尺寸火灾试验对端板连接梁柱结点的关键部位及最大失效荷载进行研究,在此基础上利用ANSYS有限元分析软件对梁柱结点进行不同工况下的数值模拟,并与试验结果进行比较.结果建立了不同温度下的荷载-位移曲线,为了保证结构在高温下的延性,应避免端板连接处的螺栓和焊缝过早破坏;当温度超过550℃时,端板与螺栓接触的部分易发生受剪及受拉破坏,导致结构倒塌.结论在斜向拉力作用下,端板与梁腹板连接的部分为危险区域,易发生破坏.工程中,为了保证梁柱火灾下的稳定性,防止结构垮塌,建议设置加劲肋.

耐火耐候钢WGJ510C2在结构工程中的首次应用

本文介绍了中国残疾人体育艺术培训基地内游泳馆工程的结构设计。本工程率先使用了我国开发的耐火耐侯钢WGJ51 0C2。该钢种力学性能优良且同时具有耐火耐侯两大特性 ,可用于各类结构工程 ,特别是用于对耐火耐侯性能要求较高的建筑结构 ,可提高其耐火时限 ,延长使用寿命 。

钢-混凝土混合结构体系屈曲模态判别标准及临界荷载简化算法

为了研究核心筒支撑作用对屈曲模态和屈曲临界荷载的影响,建立了钢-混凝土混合结构体系简化力学模型,并在大量有限元分析的基础上,研究了钢-混凝土混合结构体系中框架和支撑两部分之间的相对强弱关系对屈曲模态的影响。根据屈曲模态不同,将钢-混凝土混合结构体系划分为4种类型,归纳出可靠的屈曲模态判别标准,并提出了与各类屈曲模态对应的临界荷载简化算法。研究结果表明:该简化算法计算结果准确、可靠,可供设计人员采用。

碳纤维布加固钢筋混凝土短柱抗震性能的有限元分析

针对碳纤维布加固钢筋混凝土短柱的破坏特征,建立了适用于反复荷载作用下钢筋混凝土材料的本构关系。考虑材料的非线性、钢筋与混凝土之间的粘结作用、碳纤维布与混凝土之间相对滑移的影响,采用APDL参数化程序设计语言编制的分析程序,分析了碳纤维布加固钢筋混凝土短柱的屈服荷载、极限荷载、破环荷载及其相应的顶点位移,计算与试验结果基本一致。

钢框架梁抗火承载力的有限元分析

为深入了解火灾下钢框架梁的破坏模式和各种因素对其抗火承载力的影响,采用有限元法对工字形钢框架梁在不同荷载、不同约束下的极限承载力进行了理论计算,同时对平面框架进行了热-结构耦合计算．结果表明: 钢框架中工字钢梁在火灾下的破坏模式为下翼缘侧移失稳,初始几何缺陷对刚接工字钢梁和简支工字钢梁的极限温度影响很小;受火梁由于梁的变形产生悬链力,会抵消一部分温度应力,且刚接梁在梁端部产生的局部屈曲进一步削弱了温度应力的影响;荷载较大时刚接梁的极限温度和耐火时间比简支梁高,且荷载对刚接梁的极限温度和耐火时间影响较小,对简支梁影响较大;梁柱节点是钢框架抗火的薄弱环节,火灾发生后非受火构件的内力也会发生较大的变化．

超高层整体结构的抗火性能分析

基于性能化对超高层整体结构的抗火安全性进行评估,介绍钢结构的抗火设计方法。利用大型通用有限元软件ABAQUS对最不利火灾场景下整体结构进行抗火性能分析,按照规范要求对相应钢构件进行抗火承载力验算,根据分析结果提出结论和建议。

平面非对称钢框架结构在水平荷载下的极限承载力估计

平面不规则框架结构由于外力作用中心和刚度中心的不重合,会产生扭转,使得部分框架的承载力不能充分发挥。提出了一种塑性设计中对于钢框架结构整体水平极限承载力的简化估计方法,给出了完整的计算过程、公式和示意图,应用有限元分析软件ANSYS对9个框架进行了分析,给出这种框架水平承载力以及相应的结构层间变形的有限元分析和简化估计结果,并进行比较,证明此简化估计方法能给出较好和偏于安全的结果。

某焦煤车间钢梁的耐撞性分析

利用非线性有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA研究了某焦煤车间制动梁的耐撞性问题,通过计算机数值模拟计算,分析了装煤钢方斗对制动梁的影响。结果表明:装煤钢方斗的作用为类矩形脉冲荷载;梁的下翼缘的应力很大,被撞区和支座处的腹板和加劲肋应力也很大,这表明可以适当加大下翼缘和腹板的厚度和减小上翼缘的厚度。

Y型圆钢管节点耐火性能的有限元分析

利用有限元软件ABAQUS对Y型圆钢管节点在恒载条件下的耐火性能进行了有限元分析。在已有试验研究成果的基础上,建立验证模型并与试验数据相比较,验证了建模方式的准确性和可靠性。根据Eurocode3中对钢材相关属性的描述,建立参数分析模型,分析比较了Y型圆钢管节点的几何参数θ,β,γ和荷载比n对管节点耐火性能的影响,发现随着荷载比的增大,节点的耐火性能大幅降低;相同荷载比条件下,β越大,其耐火性能越好;当荷载比很小的时候,θ越大,其耐火性能越好,但随着荷载比的增加,θ对节点的耐火性能影响变小;γ对于管节点的耐火性能基本没有影响;荷载比n越大,由于钢材膨胀产生的约束反力越小,但却远大于外荷载所引起的反力,严重影响Y型管节点耐火性能。

2017版钢制电缆桥架工程技术规程修编解析

介绍T/CECS 31-2017 《钢制电缆桥架工程技术规程》修编的背景、编制思路,以及主要修编内容,包括电缆桥架的结构计算、试验方法、彩色涂层钢板制作钢制电缆桥架的涂装技术、电缆桥架耐火、接地等。

钢结构聚氨酯涂层力学性能及抗冲击性能的有限元分析

利用有限元分析软件ABAQUS建立聚氨酯涂层微米压痕试验过程的二维平面模型,获得聚氨酯涂层材料荷载-位移曲线;同样采用该软件建立球体冲击钢结构聚氨酯涂层的三维模型,研究冲击荷载作用下聚氨酯涂层厚度对能量转化系数、接触冲击力时间历程及靶材残余应力的影响规律。结果表明:随着涂层厚度增大,能量转化系数先增加后减小,涂层厚度0.2mm时,能量转化系数达到最大,为0.943;涂层对冲击有明显的减缓作用,且减缓作用随着涂层厚度增加而增大;无涂层钢板和涂层厚度0.2mm钢板的残余应力较大,涂层厚度超过0.4mm后,残余应力相对较小;涂层最佳厚度为0.8mm,其屈服强度为1.86MPa。

钢筋混凝土梁柱子结构抗倒塌性能有限元模拟与分析

基于ABAQUS/Explicit平台,本文分别采用累积损伤破坏模型模拟钢筋受拉断裂行为和混凝土损伤塑性模型模拟混凝土性能,建立了钢筋混凝土梁柱子结构抗倒塌性能分析的三维非线性有限元模型.文中详细地讨论了ABAQUS中累积损伤破坏模型模拟钢筋受拉断裂行为所需关键参数的取值,从而避免了以往采用自定义子程序分析钢筋断裂行为的不便.通过有限元模拟结果与文献中试验研究结果的比较,表明该模型可较好地模拟钢筋混凝土梁柱子结构的抗倒塌性能.基于该模型开展进一步分析,表明钢筋极限拉应变的取值对梁柱子结构抗倒塌极限承载力及对应挠度有重要影响,而目前《混凝土结构设计规范》对这一点并未考虑,有必要对这一问题进一步加强研究.

量子创新研究院巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构抗连续倒塌分析

中科院量子创新研究院作为国家级量子科学实验室,对国家抢占量子科技国际竞争和未来发展的制高点至关重要。针对量子创新研究院巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构体系开展抗连续倒塌分析,对于明确其结构安全,保障量子研究工作的顺利开展尤为重要。基于拆除构件法以及OpenSees软件,建立了量子创新研究院巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构的数值分析模型,通过结构自振周期计算及与框架动力试验对比,验证了模型的准确性。通过考虑桁架层构件应力敏感性特征,合理选取关键构件,对拆除失效工况后的剩余结构进行动力分析,明确了不同工况下结构关键构件的变形和轴力时程曲线,并基于变形与强度破坏准则,对此类巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构体系的抗连续倒塌能力进行评估。计算结果表明:量子创新研究院结构冗余度较大,单一构件失效后仍具有较强的抗连续倒塌能力;结构顶部桁架与底部桁架一方作用削弱,另一方作用增强,即采用上部悬挂下部支承形式可以起到双重保险作用。研究成果将为巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构的抗连续倒塌分析提供参考依据。

T型方管节点抗火性能的有限元分析

利用有限元程序ABAQUS对高温下恒载作用时T型方管节点的耐火性能进行了分析.有限元模型的精确性通过与有关文献报道的试验结果进行对比得到验证.分析计算时,由于高温引起材料性能衰退,考虑材料非线性以及大变形效应的几何非线性;节点环境温度符合ISO834标准升温曲线;分析方法为间接热力耦合;钢材在高温下的材料性能参数按照在结构抗火方面应用广泛的欧洲规范(Eurocode 3)采用.研究了T型方管节点在不同荷载水平作用下,主管变形、主管端部轴向反力随温度变化的规律,以及临界温度与荷载水平的关系等.

聚脲-钢板复合结构抗冲击性能试验与有限元模拟

为研究Q190s喷涂型高强聚脲材料对结构抗冲击性能的影响,对Q190s喷涂型高强聚脲材料的常规性能与热力学性能进行了试验研究,并制作了6块聚脲-钢板复合结构,以研究聚脲-钢板复合结构在落球冲击作用下的抗冲击性能,并利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对相应结构进行了有限元分析。试验结果表明,Q190s型聚脲材料具有良好的抗冲击能力,且不同的喷涂方式对聚脲-钢板复合结构的抗冲击性能具有不同影响。有限元结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模拟的准确性与试验的真实性。

某巨型厂房钢网壳结构施工过程分析

以某巨型厂房钢网壳结构作为研究对象,采用MIDAS Gen 8.26软件进行网壳安装全过程仿真分析,包括提升过程受力分析、临时水平拉索索力分析、网壳结构施工过程抗风分析、提升架及拉索卸载分析等。分析结果对施工方案优化与辅助设施的设计提供可靠依据。