预制保温密肋复合壳体墙受力性能研究

针对传统的密肋复合墙体需要在孔洞区域填充砌块、不利于装配式结构高效施工的问题,提出了一种新型保温密肋复合壳体墙。这种新型墙体在孔洞区域中间填充保温苯板,两侧浇筑一定厚度的混凝土,与肋柱、肋梁和外框架形成整体。结合相关规范和材料力学理论,计算了密肋复合壳体墙的轴心受压承载力和受剪承载力,以及墙体在水平荷载作用下的侧向刚度。计算结果表明,密肋复合壳体墙的承载力和刚度均大于密肋复合墙,具有推广和应用价值。

荷载非对称分布对组合肋壳稳定性的影响

首先对组合肋壳与其他组合壳体结构形式进行了对比,阐述了组合肋壳这种新型结构的优势.利用非线性有限单元法研究了荷载非对称分布对组合肋壳稳定性的影响,得出了在U.L.描述下的组合单元刚度矩阵,并利用弧长法跟踪结构的荷载-位移曲线.通过在全跨、1/2跨对称、1/2跨不对称、1/4跨四种不同荷载分布作用下,组合肋壳稳定性的全过程跟踪,得到了组合肋壳的失稳形式和最大变形点全过程荷载-位移曲线,发现不同荷载作用下极限荷载不同,1/4跨均布荷载是结构的最不利受力情况,同时计算结果显示组合肋壳结构有较高的后屈曲强度.

圆底球形组合肋壳连续化分析方法

圆底球形组合肋壳由U型截面组合肋和上部钢筋混凝土薄壳共同组成,能克服普通钢筋混凝土薄壳施工中支模拆模的复杂工序,整个结构具有施工简便、工程成本低廉、受力优越等特点.本文基于连续化理论,将组合肋壳中组合肋部分处理成正交各向异性薄壳,与上面钢筋混凝土薄壳构成具有协同工作的双层壳,按照弹性小挠度薄壳理论,建立组合肋壳位移法基本方程式,引入应力函数,推导出混合法基本方程式,并分别给出上层钢筋混凝土薄壳和下层组合肋网薄膜刚度矩阵、弯曲刚度矩阵以及考虑组合肋与钢筋混凝土薄壳间偏心的耦合矩阵具体表达式.最后,以40m跨圆底球形正交组合肋壳为例,将理论分析与有限单元法结果进行比较.研究表明:连续化分析能宏观地了解结构的力学性能,可用于组合肋壳结构的初步设计,为组合壳体类结构理论研究提供参考.

组合肋壳非线性分析

组合肋壳是一种新型组合空间结构形式,基于非线性有限元理论,利用空间梁单元和曲边壳单元,考虑结构非线性影响,推导了T.L.坐标系下结构单元刚度矩阵,采用增量迭代法和弧长法对整个受力过程进行全过程跟踪,得到组合肋壳的极限承载力,并对结构承载力影响因素进行了系统分析,最后与带肋钢筋混凝土薄壳以及光滑混凝土壳体进行了比较.分析结果表明,随着矢跨比和截面尺寸的增大、边界条件接近刚性,组合肋壳的极限承载力增大;与其它两类壳体相比,由于组合肋中钢肋的存在,使得组合肋壳整体刚度增大,承载能力提高,结构的薄膜内力分布更为合理.

复合材料圆柱壳体水下非线性屈曲数值分析

为解决水下复合材料仿真精度低的问题,采用非线性数值分析方法对复合材料圆柱壳体的水下屈曲行为进行研究。通过算例表明了非线性屈曲数值分析与试验结果的吻合性较好,验证了数学模型和计算方法的有效性。对比了铝合金、Carbon/Epoxy、Boron/Epoxy和Glass/Epoxy4种材料圆柱壳体的水下非线性屈曲行为,结果表明纤维的拉伸模量对于圆柱壳体的耐压能力有较大影响,Carbon/Epoxy是水下圆柱壳体比较理想的一种材料,最后分析了矩形、T形和L形肋骨复合材料圆柱壳体的水下非线性屈曲行为,通过分析可知,T形肋骨对于提高圆柱壳体的屈曲压力是最明显的。研究结果对于复合材料在水下的应用及研究有较大的参考价值和指导作用。

钢-混凝土组合肋壳双重非线性稳定

对新型混凝土薄壳——球面钢-混凝土组合肋壳进行双重非线性稳定研究,考虑几何和材料双重非线性的影响,通过结构受力全过程分析,确定其极限承载力,并系统考察了分割频数、矢跨比和初始缺陷等因素对结构弹塑性稳定性能的影响,详细讨论极限荷载变化以及失稳区域的分布情况.通过大规模参数分析研究,较全面揭示了新型壳体结构的弹塑性稳定性能的规律性,得到各种情况下弹塑性极限承载力的变化趋势和结构的失稳形式,确定考虑初始缺陷影响后,极限承载力下降程度.

组合肋壳几何非线性分析

提出了一种球面组合肋壳截面形式,基于非线性有限元理论,采用空间梁单元和等厚曲边壳单元,考虑空间结构的几何非线性影响,推导了T.L坐标系下组合肋壳非线性单元刚度矩阵。分别讨论了在不同矢跨比、不同荷载作用、不同边界条件下组合肋壳的极限承载力和失稳形态。由大量算例得到了非线性极限承载力与线性极限承载力的比值为0.66及不同情况下结构承载力变化趋势,组合肋壳的极限承载力比混凝土壳承载力提高20%。

碳/环氧复合材料三角形网格加筋圆锥壳体的总体稳定性

采用 Donnell 型扁壳理论,利用 Galerkin 法和广义平均筋条刚度法分析了在均布外压作用下碳/环氧复合材料三角形网格加筋圆锥壳体的总体稳定性,得到了临界载荷的解析表达式。数值结果表明,本文理论预示值与临界载荷的实验结果吻合较好。

密肋楼板快拆支撑体系在工程中的应用

通过对北京市政泉花园商业综合楼双向密肋楼板支撑体系的研究与应用,介绍了采用碗扣架结合带翼可调升降快拆顶托的密肋楼盖快速施工技术,该施工技术的主要特点是龙骨体系为全木组合。

球面组合肋壳力学性能研究

组合肋壳是由组合肋与钢筋混凝土薄壳共同组成的一种新型大跨度空间组合壳体结构,为研究静力荷载下整体结构静力响应、破坏过程与失效机理,进行1∶10球面组合肋壳静力加载试验.通过跟踪整个加载过程,得到组合肋壳裂缝发展、结构最终破坏形态和最大变形点荷载位移曲线等静力性能指标,分析结构内力传递路径、承载能力及破坏机理.研究表明:组合肋壳具有较高的承载能力,良好抗倒塌能力;组合肋主要承受轴向力,钢筋混凝土薄壳以薄膜内力为主,在靠近圈梁区域弯矩逐渐增大;荷载通过壳面首先传向正交的两根主肋,再由主肋所连接的次肋向圈梁传递;随着荷载增大,加载点附近出现塌陷区,结构发生局部强度破坏.最后利用有限元软件对组合肋壳进行数值分析,结果与试验吻合.

球面组合肋壳极限承载力研究

提出了一种组合肋壳结构，基于非线性有限元理论。利用空间梁单元和曲边壳单元，考虑空间结构的几何非线性影响，推导了T．L坐标系下组合肋壳单元刚度矩阵，采用增量迭代法和弧长法，求得40m跨球面组合肋壳的极限承载力，并讨论了在不同矢跨比，不同边界条件下结构的极限承载力。得到了不同工况下极限承载力的变化趋势及非线性极限承载力与线性极限承载力的比值为0．66结论对工程设计有一定的参考价值。

夹芯复合材料耐压壳舱段仿真计算及临界环肋高度确定方法研究

本文基于Abaqus有限元仿真软件,针对夹芯复合材料耐压壳舱段有效支撑的临界环肋高度问题进行了计算分析.论文首先结合相关试验结果,对仿真计算方法进行了验证.然后建立了共3个系列15个有限元模型,对在不同腹板铺层方式、不同尺寸的T型截面舱段环肋结构支撑下的夹芯复合材料耐压壳长舱段进行了临界屈曲载荷的计算,并得到以下结论.通过设置环肋可以有效地增加夹芯复合材料耐压壳长舱段的稳定性.当环肋的支撑刚度增加到一定值时,长舱段的屈曲模态会从整体屈曲转变为被环肋边界限制在舱段范围内的的多段的单分段屈曲模态,该环肋高度称为环肋有效支撑的临界环肋高度.环肋有效支撑的临界高度可以通过屈曲载荷随腹板高度的增长趋势图中两段直线的交点位置来确定.当环肋高度大于临界环肋高度时,结构的分段屈曲载荷与环肋的属性关系不大,主要与夹芯圆柱壳自身的尺寸与材料属性有关.经计算,本文所分析的夹芯复合材料耐压壳结构其分段自身屈曲载荷可达7.0MPa.

椭球面钢—混凝土组合肋壳自振特性分析

采用有限元方法计算了椭球面钢—混凝土组合肋壳结构的自振特性,分析了不同矢跨比、不同长短跨比值、不同组合肋截面和不同支座条件下自振特性的规律。分析了结构的振型特征,找出了结构中刚度较弱的部位,为结构的抗震性能分析提供了参考。

密肋复合板结构在某小高层住宅中的应用

密肋复合板结构是一种轻质、节能、抗震性能好的建筑结构新体系,主要由新型节能复合墙板、楼板及隐形框架装配整浇而成。结合工程实例,采用将密肋复合墙板等效为均质壳的计算方法对小高层结构进行小震作用下的分析,并介绍密肋复合墙板结构施工工艺和质量控制要点。

组合肋壳结构静力特性分析

组合肋壳是一种新型的空间结构形式,采用组合结构有限单元法对组合肋壳结构的静力特性及其影响因素进行了系统分析,并与带肋钢筋混凝土薄壳以及光滑混凝土壳体进行了比较。分析结果表明,随着矢跨比和截面尺寸的增大,边界条件接近刚性,组合肋壳的极限承载力增大;与其它两类壳体相比,由于组合肋中钢肋的存在,使得组合肋壳整体刚度增大,承载能力提高,结构的薄膜压力分布更为合理。

不同边界下钢-混凝土组合球面肋壳性能分析

钢-混凝土组合肋壳是一种新型大跨度空间结构,边界约束对结构的极限承载力和稳定性具有很大影响.基于非线性有限元理论,建立了考虑几何非线性和物理非线性的数值计算模型,以40m跨、三种不同截面尺寸、不同矢高下的钢-混凝土组合肋壳为例,分析了包括周边固定、周边铰支、点固定和点铰支在内的四种边界约束对结构极限承载力和结构破坏形态的影响.结果表明,截面尺寸和矢高相同时,边界约束越接近刚性,极限承载力越大;随着截面尺寸增大,不同边界约束下承载力比值增大,但随矢高增大,反而减低;不同边界条件对结构失稳形态影响很小,结构均为极值点失稳,荷载-位移曲线的走势大致相同;随着组合肋截面尺寸增大,组合肋壳在不同约束条件下均表现出越来越高的屈曲后强度.

钢-混凝土空间组合壳体结构静力破坏试验

为研究钢-混凝土空间壳体结构在静力荷载下内力响应、破坏过程与失效机理,以球面钢-混凝土组合肋壳为对象,设计并制作整体结构和组合肋网2个缩尺模型,节点施加集中荷载进行结构破坏性试验。加载初期,两个试件变形均很小,整体结构模型中薄壳主要承受薄膜压力,组合肋中为轴压力;随着荷载增大,在组合肋壳加载壳面区域附近出现微小裂缝,组合肋网中加载点附近区域的混凝土与钢肋间出现微开裂。当壳面顶部出现交叉型裂缝,在一个加载点混凝土壳面压碎,下部组合肋节点混凝土部分也被压碎,在加载点附近形成局部塌陷区时,结构发生破坏;组合肋网模型中加载点处出现组合肋节点混凝土压碎,钢肋板出现局部褶皱,与圈梁相交的组合肋中钢肋板与混凝土间出现裂缝。试验结果表明:组合肋壳发生局部强度破坏;组合肋网由于局部杆件失效而发生破坏,试验测得组合肋壳最大承载力约为组合肋网的3倍,两个试件的荷载-位移曲线都表现出较好的延性。

气肋组合式冰壳结构受力性能分析与现场监测

采用气膜作为施工模板,通过喷射纤维复合冰材料建造的大跨度冰壳结构,具有受力合理、施工高效、新颖美观等优点。由于冰材料具有较强的温度敏感性及蠕变时效特性,因此针对冰壳结构服役期的健康监测与安全性评估至关重要。为此,以2017年冬季开展的气肋组合式冰壳结构为背景,分析了该类冰结构的受力性能,研究了适用于冰壳结构的现场监测技术,并基于监测结果,对冰壳结构服役期间的响应变化规律及成因进行了归纳分析。同时,提出了气肋组合式复合冰壳结构的安全评估意见与建议。结果表明:气肋组合冰壳整体受力性能合理;环境温度和日照辐射是影响冰壳结构长期性能的主要因素,应当重点关注环境温度高于-5℃时冰壳结构响应的变化。

江阴市民水上活动中心阶梯式肋环型网格结构设计

江阴市民水上活动中心采用新型阶梯式肋环型网格结构体系,建筑和结构设计达到和谐统一.首先对该结构的体系构成进行了简单介绍,分析其受力机理.这种结构体系的静动力性能介于单、双层网壳之间,剪切变形与剪切内力较大.本文分析了结构在小震、中震作用下的反应,确保结构保持中震弹性.为评价节点刚度对承载力的影响,本文分析了考虑节点刚度折减后的结构性能.线性稳定性计算分析了结构的薄弱部位,通过非线性稳定性分析得到的结构荷载位移曲线具有明显的强化特性.