多层剪切型支撑钢框架整体稳定性的解析算法研究

剪切型支撑钢框架整体稳定计算需考虑钢框架与剪切型支撑之间的相互作用,还需要考虑同层柱间的相互支援以及层与层之间的支援作用,规范计算长度系数法无法考虑这些因素可能会造成不合理设计。提出了一种计算多层剪切型支撑钢框架整体稳定性的解析算法,首先分析了支撑刚度与结构临界承载力之间的关系,推导了层临界支撑刚度计算公式,接着利用弹簧-摇摆柱力学模型推导了任意支撑下框架柱临界刚度比系数计算公式,然后将各楼层的有效抗侧刚度及荷载刚度进行楼层间的组装,将求解剪切型支撑钢框架的临界承载力转化为求解结构的楼层有效抗侧刚度,最后基于轴力权重加权平均的方法推导了可直接求解多层剪切型支撑钢框架临界承载力的计算公式,该公式能够判断结构的薄弱层,可以定量地计算楼层之间相互支援程度,有效地弥补规范尚无法求解弱支撑钢框架柱计算长度系数的不足。

城际铁路单跨门式刚构设计研究

结合工程设计实例,通过调整刚构的墩高、桥墩壁厚及承台底边界条件来改变结构刚度,研究单跨门式刚构刚度对桥梁结构受力的影响。结果表明对于单跨门式刚构桥,桥墩刚度对于梁部受力影响较小;桥墩刚度越大,桥墩的恒载弯矩越大;承台底的边界条件对结构体系内力影响较大,应考虑桩土相互作用的影响;m值越大,墩顶恒载弯矩越大,主梁梁端恒载负弯矩绝对值越大,整体温度、梯度温度效应对应的弯矩也越大,应考虑不同m取值下结构内力差异,并按照最不利结果进行设计。

考虑层间支援无侧移框架整体稳定性的实用算法

针对规范计算长度系数法逐根构件求解无侧移框架整体稳定的不便,以及无法考虑同层柱之间的相互支援和层与层支援作用的不足,本文探寻了无侧移框架同层柱间支援以及层与层之间的支援规律,利用弹簧-摇摆柱模型采用结构转换的方法推导了无侧移框架柱临界刚度比系数;利用该系数通过分析无侧移框架特征结构单元确定结构层荷载因子,确定表征无侧移框架楼层刚度富余程度的层刚度富余系数和表征层间支援作用的层支援系数;基于轴力权重加权平均的方法推导了可直接计算无侧移框架整体稳定承载力的计算公式。该公式能够定量地计算无侧移框架楼层之间相互支援程度,避免了计算长度系数法可能因无法考虑2种支援作用造成的不合理设计,可供工程设计和理论计算使用。

浅谈隅撑体系对门式刚架梁整体稳定性的影响

在統一大市场的背景下,设计行为的规范化也势在必行,如何让结构设计更加规范合理,就需要深入研究规范标准,总结设计经验,分享设计心得。在诸多建筑结构形式中,门式刚架结构被认为是最简单的钢结构形式,其体型规则、立面简单、建模快捷、计算方便,以至于很多设计人员没有去研究相关的设计概念和节点构遗。基于此,结合某厂区实际工程案例,选取门式刚架结构形式为分析对象,在门式刚架屋面荷载、风载、地震荷载、屋面坡度等条件不变的前提下,研究了属择体系对门式刚架梁整体稳定性的影响。

弯曲型支撑框架结构的临界荷载与临界支撑刚度研究

框架剪力墙体系是一种普遍采用的支撑体系 ,在高层建筑中表现为弯曲型特性 .在刚性模型分析和大量有限元计算结果的基础上 ,建立了弯曲型支撑刚度与框架临界荷载的简单关系式 ,得到了无侧移框架临界支撑刚度的表达式 .方法简单易用 ,同时计算结果与有限元分析符合得很好 .计算表达式可以作为结构稳定性设计中区别有侧移框架和无侧移框架的标准 ,也可用于非完全支撑框架临界荷载的计算 ,对于高层、超高层建筑的支撑设计和结构稳定计算具有重要意义 .

蜂窝轻钢门式刚架受力性能研究

提出了蜂窝构件组成的轻钢门式刚架,并利用有限元软件ANSYS建模进行数值模拟分析,研究了蜂窝门式刚架的受力破坏过程、应力分布规律,并与扩张前的原实腹门式刚架的屈服荷载、极限荷载、梁跨中挠度等进行了对比分析。研究表明:扩张后的蜂窝轻钢门式刚架与原实腹门式刚架的破坏形式不同,前者的承载力及刚度比后者有大幅度提高。

门式刚架轻钢结构平面内整体稳定分析中的几个问题

针对现行规程对于轻型门式刚架钢结构稳定设计中存在的不足,用有限元法进行了平面内整体稳定研究.提出了无侧移刚架的整体稳定的计算长度系数,讨论了在非对称作用下轻型门式刚架结构平面内整体稳定性,研究了主弯矩对于轻型门式刚架的影响,给出了轻型门式刚架平面内整体稳定的计算公式.研究结果可作为轻型门式刚架钢结构稳定设计的参考.

节点刚度对轻型门式刚架结构设计的影响

介绍了工程上通常采用的端板连接形式 ,并采用有限元模型对连接节点的变形特征进行了分析 ,研究了节点刚度变化对刚架设计的影响 ,并结合工程实际提出了设计建议。

基于有限单元柔度法和刚度法的几何非线性空间梁柱单元比较研究

分别基于有限单元柔度法和有限单元刚度法二阶分析理论,采用纤维模型梁柱单元编制了钢筋混凝土杆系结构二阶非线性分析程序;分别采用这两种方法对几个典型试验实例进行了计算机模拟分析,通过模拟分析结果的对比,对有限单元柔度法与有限单元刚度法处理几何非线性问题的效果与效率进行了比较研究。结果表明:对于几何非线性问题,尤其是对于处理下降段(非稳定阶段)问题,基于柔度法的梁柱单元无论从计算效率还是计算效果上都明显优于基于刚度法的梁柱单元,有限单元柔度法是目前处理杆系结构材料与几何双重非线性问题最为有效的分析方法。

多高层框架-弯剪型支撑结构的稳定性研究

在多高层框架-支撑结构中,支撑体系通常有剪切型、弯曲型和弯剪型之分,三类支撑之间没有一个定量的区分准则。本文在变截面、变轴力弯剪型支撑柱稳定分析的基础上,提出了三类支撑的定量划分准则。对弯剪型支撑-框架结构的稳定性进行了研究,得到了使被支撑框架发生无侧移弹性失稳的支撑临界刚度的简单式,它可以作为结构稳定性设计中判定框架失稳模式的标准。同时给出了支撑刚度较小时框架临界荷载于支撑刚度的简单关系,可用于弱支撑框架的稳定性计算。研究结果对于高层、超高层建筑结构的稳定计算具有重要意义。

承受大吨位载荷的门框形立柱稳定性分析

以承受大吨位载荷的门框形立柱为例,详述了结合线弹性屈曲分析和非线性静力有限元分析技术计算结构稳定性的理论和方法。为了更符合工程实际,计算中还考虑了结构材料的非线性。该方法适用于多种大型有限元系统,可直接用于计算实际工程结构的稳定性问题。

变截面门式刚架的平面内弹性稳定计算

对楔形变截面轴压杆在各种边界条件(包括弹性约束)下的稳定性进行了详细研究,提出了简单而精度较高的计算式;对门架有侧移失稳时变截面梁对柱子提供的转动约束进行了分析,提出了高精度的近似计算式,可直接用于计算变截面门式刚架的计算长度或临界荷载.

柱脚弹性约束对门式刚架侧移和内力的影响

提出了拉压异性多弹簧柱脚模型以考虑外露式柱脚的弹性转动刚度,并将其引入单层轻型门式钢刚架的分析。算例结果表明:采用一对锚栓固定柱脚的轻型门式刚架,考虑柱脚转动刚度计算所得的最大柱顶侧移与铰接模型相比侧移减小20％～40％左右。

小高跨比实腹门式刚架平面内整体稳定性试验研究

采用位移控制加载法,对小高跨比实腹门式刚架在四点集中荷载作用下的平面内的弹性和弹塑性稳定性能进行了静力试验研究。试验模型Ⅰ用来研究刚架在平面内同时考虑几何非线性和材料非线性的稳定性能,试验模型Ⅱ、Ⅲ用来研究刚架在平面内仅考虑几何非线性的弹性稳定性能。吻合良好的试验和分析结果表明,刚架高跨比较小时,一般不发生传统理论所认为的反对称失稳模式,而是以对称失稳模式为主。通过大量的几何非线性有限元参数分析,给出了经修正的小高跨比刚架柱的计算长度系数。

顶部带伸臂的框架-核心筒结构的稳定性和位移、弯矩放大系数

对顶部带伸臂的框架-核心筒结构的整体稳定性进行了分析。通过对伸臂结构简化模型的分析,了解了伸臂各个组成部分的刚度对结构整体稳定承载力的贡献。采用连续化模型分析了伸臂结构的稳定性,提出了精度非常高的伸臂结构稳定临界荷载的公式。分别推导了不同水平荷载作用下,顶部作用竖向集中荷载时,伸臂结构的位移放大系数和各部分的弯矩和轴力放大系数,并提出了近似计算公式。

柱脚固接有吊车厂房门式刚架柱的计算长度

有吊车厂房中框架柱轴力和截面都阶型变化 ,对于柱脚固接的阶型柱 ,规范只给出了顶端铰支或固支时的计算长度系数 ,没能考虑梁对柱的约束作用。通过对柱脚固接阶型的弹性屈曲分析 ,得到了框架柱平面内、平面外计算长度系数的表达式和计算表格 ,结果与有限元分析符合较好。在此基础上 。

门式刚架带加劲肋外伸端板连接的初始转动刚度计算

对欧洲规范Eurocode 3的组件法进行改进,考虑了带加劲肋的外伸端板与柱翼缘之间的拉伸刚度组件,使之可用于计算门式刚架结构中最常见的设置了加劲肋外伸端板连接节点的初始转动刚度,同时给出了该类节点的初始转动刚度的简化分析模型以及详细计算步骤,并通过试验进行了验证。结果表明:所提出的方法计算结果与试验结果吻合较好,可用于目前部分不符合规范刚性连接要求的门式刚架节点的初始转动刚度的确定,并为该类结构整体承载力的分析计算提供依据。

楔形变截面单跨门式刚架柱计算长度分析

针对《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》中刚架柱计算长度系数取值上存在的一些问题——适用范围小 (规定限于屋面坡度很小时公式适用 ) ,而且未考虑斜梁内轴力的不利影响 ;本文利用有限元法编程对柱脚铰接有侧移楔形变截面单跨门式刚架的整体稳定性进行了大量算例分析 。

门式刚架整体式梁柱节点试验研究及有限元分析

对门式刚架整体式梁柱节点进行低周加载试验,并按照现行规范进行常规螺栓端板连接节点足尺试验.结果表明整体式节点较常规节点刚度和承载力均有较大提高,向上承载力提高16.7%,向下承载力提高21.5%.试验也表明螺栓端板连接节点剪切变形大,试件破坏时端板翘起,柱翼缘屈服,过大的梁端位移导致试件失稳,进而失去承载力.相对而言,整体式节点对梁柱有很好的约束作用,减小了梁的变形.

楔形变截面单跨门式刚架柱计算长度分析

针对《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 (CECS10 2 :2 0 0 2 )中刚架柱计算长度系数取值上存在的一些问题———适用范围小 (规定限于屋面坡度很小时公式适用 ) ,而且未考虑斜梁内轴力的不利影响 ;本文利用有限元法编程对柱脚铰接及刚接有侧移楔形变截面单跨门式刚架的整体稳定性进行了大量算例分析 。