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  • 简介:为了考察材料本构模型参数对构件滞回性能模拟的影响,利用通用有限元软件ABAQUS对H形截面钢构件绕强轴压弯的滞回特性进行了数值模拟研究,对比分析了Ramberg-Osgood模型应变硬化指数和两折线模型强化率的参数取值对低周往复荷载作用下构件的极限抗弯承载力、极限后性能模拟结果的影响。分析表明,在所研究的材料强化参数变化范围内,构件极限抗弯承载力的相应变化是有限的;但构件的残余位移、耗能能力等大范围塑性变形阶段的模拟结果对两类材料模型强化参数均表现出很强的敏感性。基于以上分析结果,建议在对构件性能进行全过程数值模拟时应当谨慎地选用材料强化参数,并在必要时补充相应的材料性能试验。

  • 标签: 数值模拟 压弯构件 材料模型强化参数 滞回性能 残余位移
  • 简介:空间网格结构优化的设计参数很多,如结构高度、网格数、构件截面尺寸等.这些参数的量级或量纲不同,优化比较困难.运用改进的遗传算法进行空间网格结构的形状和截面优化,考虑了结构变形、压杆稳定、长细比等约束条件.采用拉格朗日乘子法对约束条件和优化函数进行处理,得到用于分析的无约束函数,提高遗传算法的运行效率.使用MATLAB遗传算法工具箱提供的函数编制了包含连续、不连续实数变量和整数变量的混合变量编码的结构优化程序.算例分析表明,程序可靠,算法收敛较快.

  • 标签: 空间网格结构 优化 遗传算法 多参数 MATLAB
  • 简介:采用改进遗传算法(GeneticAlgorithms,GA)研究空间网格结构风振抑制的MR阻尼器位置和数量的优化布置.构建了适用于空间网格结构的MR阻尼器位置和数量同步优化计算的适应度函数,明显提高了寻优计算速度和精度.利用谐波叠加法模拟计算模型的表面节点风速时程,并转化为节点风载序列.通过数值算例,对典型空间网壳结构的阻尼器空间位置和数量进行优化计算;采用寻优后的阻尼杆件位置和数量布置,分析结构的风振响应.最后,给出MR阻尼器位置和数量寻优的结论.

  • 标签: 空间网络结构风振 MR阻尼器 位置和数量优化 遗传算法
  • 简介:振动控制是结构抗震防灾的一种积极有效手段,目前有关大跨空间结构的振动控制技术尚不成熟,因此亟待研究和发展,本文将作者提出的一种新型形状记忆合金(SMA)阻尼器应用于体育场挑篷结构,探讨了其在大跨空间结构中的减振控制理论和方法.通过地震反应时程分析,具体研究了其减振控制效果,对有控和无控状态下的节点位移和杆件内力进行了对比分析.结果表明,该新型SMA阻尼器可有效减小挑篷结构的地震响应.

  • 标签: SMA阻尼器 体育场 挑篷结构 振动控制 大跨屋盖 大跨空间结构
  • 简介:将作者提出的SMA-MR复合型阻尼器应用到大跨度挑篷结构的减振控制中,建立了挑篷结构的理论模型,编制了减振控制分析程序.通过输入三向El-Centro地震波,分别研究了阻尼器在地震加速度峰值为0.2g、0.4g和1.0g情况下的减振性能.结果表明,阻尼器对挑篷结构的节点位移和杆件轴力都有很好的控制效果.然后系统进行了SMA-MR复合型阻尼器在挑篷结构中的减振控制参数研究,通过对比分析,给出了实用性的工程建议.

  • 标签: 挑篷结构 大跨度 MR阻尼器 控制研究 减振控制 加速度峰值
  • 简介:传统的Rayleigh阻尼系数计算法(两参考振型法)并不总是适用于单层柱面网壳的地震时程分析,对基于多参考振型的Rayleigh阻尼系数计算方法在单层柱面网壳中的应用进行了研究.分析结果表明,在某些地震波作用下,主要贡献振型数目较多,分布较为离散,且频率值相差较大,此种情况下基于多参考振型的计算方法比两参考振型法更为合理;而在另外一些地震波下,结构的主要贡献振型数目较少,分布较为集中,且频率值较为接近,此时基于多参考振型的计算方法和两参考振型法都可以应用.

  • 标签: 单层柱面网壳 时程分析 Rayleigh阻尼 多参考振型 加权最小二乘法
  • 简介:在梁柱节点处增加竖向加劲肋能够提高抗弯框架连接节点的抗震能力。本文研究了加劲肋设计参数对连接抗震性能的影响。对加劲肋设计了三个几何参数.并通过非线性有限元方法进行了参数分析。给出并比较了不同参数组合下的应力分布、翅性应变能。数值结果表明,单个加长的加劲肋能够消除节点中的应力集中现象.并能减小节点脆性破坏的几率。根据数值分析结果和先前的试验结论.本文给出了加劲肋的设计参数和设计过程。

  • 标签: 分析与设计 连接参数 抗弯 钢框架 非线性有限元方法 应力集中现象
  • 简介:索桁预应力穹顶结构是一种新型的空间结构形式.本文针对这一特定的结构形式,通过改变结构参数(矢高、预应力、布索方式),得出其相应的静动力特性的变化规律,从而探明了结构的参数变化对其静动力特性的影响,得到一些有参考价值的结论.

  • 标签: 空间结构 悬索结构 网壳 桁架 预应力 静动力性能
  • 简介:为解决目前大跨空间结构隔震中存在的问题,本文介绍了一种新型的三维复合隔震支座,并将它应用于某一单层球面网壳结构中.根据支座的隔震目标设计了40种不同类型的支座进行参数分析.结构分析采用时程分析法,通过改变地震动的强度,全面研究了该三维复合隔震支座水平刚度及竖向刚度变化对网壳结构周期、杆件轴力及节点加速度的影响,并总结了不同工况下的变化规律.结果可为该支座在网壳中的参数选择提供参考,对推动该支座在实际工程中的应用具有积极意义.

  • 标签: 隔震支座 参数分析 网壳结构
  • 简介:斜拉索作为大跨斜拉结构的重要组成构件,其复杂振动特性会影响整体结构的受力性能.斜拉结构中拉索会发生参数振动现象在诸多文献中得到理论与试验研究证实.本文通过工程设计常用的有限元仿真,对一斜拉网壳结构建立有限元模型,分析该结构中拉索发生参数振动的可能性及其影响因素,并对拉索参数振动的两个特性进行理论分析:响应的"拍"现象、系统频率比在2的区间范围内均可发生参数振动.研究结果不仅可以指导大跨斜拉结构的设计施工,还能为拉索参数振动的抑制和控制提供参考意见。

  • 标签: 斜拉结构 拉索 参数振动 有限元 影响因素
  • 简介:提出了一种应用于联肢剪力墙体系的新型钢连梁,称之为双阶屈服消能钢连梁。该新型钢连梁包含两部分;发生剪切屈服的核心板梁和发生弯曲屈服的外套箱形梁。在小震作用下,剪切屈服板梁进入塑性,发挥消能减震作用,弯曲屈服梁保持弹性从而保证结构的整体刚度。在中震及大震作用下,剪切屈服梁和弯曲屈服梁同时进入塑性,发挥更大的消能作用,使主体结构免遭过大的地震损伤。双阶屈服钢连梁联肢墙体系作为一种高性能减震结构体系,与传统的混凝土连梁联肢墙体系相比,其刚度和承载力贡献都有较大的提高,并且双阶连梁的附加阻尼比贡献率在小震、中震和大震下可以分别达到28%、44%和72%。联肢墙的耦联比体现了连梁对墙肢约束作用,不同耦联比的联肢墙结构的连梁剪力沿层高分布形式不同。针对3种不同耦联比的联肢墙分析了双阶屈服钢连梁的参数设计方法和建议的布置形式,并在这些建议布置模式下,对比了普通钢连梁结构和双阶连梁结构在小震下的附加阻尼比,大震下各连梁的延性系数等指标,体现了双阶屈服钢连梁对结构的消能贡献和损伤控制。

  • 标签: 双阶屈服钢连梁 联肢剪力墙 高性能减震结构 耦联比 参数设计 布置方式
  • 简介:采用基于有限元理论开发的ANSYS软件建立了张弦梁数值分析模型,按温度增量法对其火灾历程中的力学反应进行分析。讨论了在升温历程中,温度场非均匀性、荷载比、垂跨比、火源半径、火源位置以及支座约束对张弦梁上弦钢梁及下弦预应力索力学特征的影响以及跨中挠度的变化历程。得出以下结论:随着温度分布非均匀性的减小,在升温历程中,上弦钢梁强度应力历程下降速率增大,而稳定应力呈先增加后下降趋势,下弦索应力变化很小;随着荷载比增大,结构临界温度降低,结构跨中挠度增长速率也变大;随着垂跨比的增大,结构受火失效截面位置发生改变,失效时对应的跨中挠度值呈非单调变化;常遇建筑火灾中的火源半径变化对关键单元的应力历程、承载力衰减历程及跨中挠度增长历程影响较小;当火源位置发生变化时,结构的失效单元将会发生变化,同时,对跨中位移历程有一定的影响;随着支座摩阻力的增加,结构热膨胀受到较大程度约束,在升温历程中,上弦钢梁跨中截面的应力显著增加,下弦索拉应力显著减小,同时结构产生显著的向上变形。上述研究结论可对进一步探明局部火灾下张弦梁结构的破坏机理提供参考。

  • 标签: 局部火灾 张弦梁 数值模拟 参数分析 力学特征 临界温度
  • 简介:张弦梁结构是由弦、撑杆和抗弯受压构件组合而成的新型结构体系,是通过在弦中施加预应力来改善抗弯受压构件受力性能的自平衡体系.张弦梁结构的垂跨比、矢跨比、撑杆数目、横索数目、弦的预应力和结构的整体倾角等参数对其受力都有一定的影响.而随着张弦梁结构的大量应用,对其地震作用研究也越来越重要.为此,本文应用大型有限元软件ANSYS对张弦梁结构的地震响应进行了空间非线性时程反应分析,详细讨论垂跨比、高跨比、撑杆数目、横索数目、弦的预应力和结构的整体倾角等参数以及行波效应对张弦梁结构地震响应的影响,以供工程设计参考.

  • 标签: 张弦梁结构 动力特性 参数分析 行波效应 地震响应
  • 简介:采用有限元方法研究了内压与局部轴压共同作用下钢筒仓的屈曲性能。研究的参数包括内压、局部轴压分布角及钢筒仓径厚比等。考察了各参数对筒仓屈曲模态、屈曲时对应的仓底反力、加载边中点下方仓壁的径向位移和环向应力等的影响。局部荷载作用下,仓壁的屈曲变形集中在仓壁局部。仓壁内将形成压力拱承受该局部轴压,且仓底局部范围内的反力为拉力。内压减小仓壁的屈曲变形。同时由于局部轴压作用下沿筒仓高度方向上仓壁的变形呈波浪状,仓壁内的环向应力沿高度方向相应呈波浪状变化。

  • 标签: 钢筒仓 局部轴压 内压 屈曲性能
  • 简介:由于结构的高次超静定,处于结构整体中的约束构件与单个独立构件的抗火性能具有很大不同,这已在Cardinton试验以及一些火灾现象中得到了证实。影响约束组合梁抗火性能的参数很多,采用试验的方法研究这些参数影响代价很高,本文利用经过试验检验的理论分析方法分析了荷载比、约束刚度、钢梁与混凝土相对面积比等对约束组合梁抗火性能的影响。并根据参数分析结果给出了考虑结构整体性影响的组合梁抗火实用计算方法,最后通过实例说明了实用抗火计算方法的应用。

  • 标签: 组合梁 参数分析 整体性 实用计算方法
  • 简介:介绍了一种新型空间楼盖结构,该楼盖的上、下层为H型钢肋,中间由方形钢管剪力键连接.以某实际工程为例,通过数值模拟方法,在行走、跳跃、起立3种具有代表性的人致荷载激励下,验算了楼盖的结构动力时程响应,计算每种工况的峰值加速度,并与舒适度评价标准限值进行对比.通过参数化分析方法,对楼盖进行了模态分析和动力时程分析,将各参数变化对自振频率和竖向振动的影响进行了分析.分析表明楼盖的自振特性类似于实心平板,低阶振型主要表现为竖向振动,结构具有良好的抗振性能,可以满足正常使用条件下的舒适度要求.

  • 标签: 装配整体式 空间钢网格 H型钢 振动 人致荷载 参数化分析
  • 简介:首先对几种常见的膜结构破坏形式进行了阐述分析.在世博轴局部足尺模型试验中,将数值计算结果同试验结果进行了对比分析,发现两者相差很大,经分析认为主要是由于对膜材料性能的不了解及理论分析中所采用的本构关系太过近似所致.因此准确把握膜材料的力学性能对于膜结构的研究、应用和推广至关重要.本文对几种常见的建筑膜材料进行了一系列的试验研究,包括单轴性能试验、双轴性能试验、粘弹性性能试验、温度试验等,对建筑膜材料的抗拉强度、拉伸曲面进行了系统研究,考虑了温度对于膜材料力学性能的影响,并采用几种常见的粘弹性模型对膜材料的粘弹性性能进行了预测,最后提出了下一步的研究方向.

  • 标签: 膜结构 材料性能 温度 单轴性能 双轴性能
  • 简介:电气管线是整个建筑物的重要组成部分,同时也是对建筑结构有所影响的部分。无论是框架、框剪结构还是砖混结构,由于它的存在,构件截面将会受到削弱,这对抗震非常不利。在一项设计中,结构设计者(除配电箱位置外)往往不考虑管线的影响,而做电照设计者一般也不考虑对土建的影响,这样减少对结构影响的任务就落在施工方身上了。笔者根据过去多年设计与施工实践,对电气管线对建筑结构的影响展开了分析和研究。

  • 标签: 电气管线 建筑结构 抗震性能 现浇混凝土