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  • 简介:由于填埋芯管后单向挖空了楼盖,造成单位宽度内现浇空心板楼盖的两向抗弯刚度和抗剪不再相等,因此板的两向受力性能存在差异.本文应用8节点弹性块体有限元方法,对竖向荷载作用下的现浇空心板楼盖结构作了一些算例计算,探讨了现浇空心板两向变形和内力的分布规律,分析了布管方向对楼盖静力性能的影响.结论可供工程设计参考.

  • 标签: 现浇空心板 静力性能 竖向荷载 有限元法 正交异性
  • 简介:为了充分研究高强度结构钢(Q460和Q690)钢管内充混凝土柱的抗火性能,建立了恒定轴向荷载作用下的钢管混凝土柱的三维有限元模型。在模型中,对混凝土-钢管界面行为进行了模拟,考虑了柱子的初始几何缺陷,进行了数值热传导和非线性应力分析。通过和已有试验结果的对比,验证了有限元模型的准确性,随后对钢管混凝土柱的抗火性能进行了广泛的参数研究。研究参数包括柱的几何尺寸、钢管材料强度、混凝土强度、混凝土所用水泥类别、混凝土含水率以及加载比例。对柱子的时间-温度和时间-轴向位移曲线进行了分析比较。参数分析结果表明,混凝土的直径和强度对钢管混凝土柱的耐火时间比钢管强度有更大的影响。在同一加载比例下,钢管混凝土柱的耐火时间一般随钢管强度的增加而减少,随着混凝土强度的增加而增加。但在相同荷载下,随着钢管强度等级的提高,钢管混凝土柱的耐火性显著改善。

  • 标签: 高强度钢 抗火性能 钢管混凝土柱 高温性能 有限元模型
  • 简介:首先简要介绍了国内外已报道的矩形钢管混凝土试件横向局压力学性能的试验结果;然后,在确定了钢材和核心混凝土应力-应变关系模型的基础上,利用有限元软件ABAQUS建立了矩形钢管混凝土横向局压力学性能有限元分析的理论模型;最后,进行了模拟结果与试验结果的比较。结果表明,有限元模型可以很好地模拟横向局压情况下矩形钢管混凝土的钢管屈曲模式、核心混凝土破坏形态及承载力,该理论模型可用于分析横向局压情况下矩形钢管混凝土的工作机理。

  • 标签: 矩形钢管混凝土 横向局压 应力-应变关系 有限元分析
  • 简介:本文分析了张弦梁(桁架)结构在使用阶段的受力性能,着重讨论了在最不利工况下,初始预应力幅值、矢高比与垂跨比、拱截面惯性矩(桁架截面高度)和撑杆间距及数目等四个参数对张弦梁(桁架)结构受力性能的影响,这四个参数也倍受工程设计人员的关注,最终本文得出了一些实用性结论.

  • 标签: 张弦梁结构 桁架结构 荷载状态 受力性能
  • 简介:本文介绍了对组合梁高阶有限元分析模型研究的最新进展。对用来模拟、分析、设计连续组合梁的通用有限元模型进行了深入的介绍、分析及实验论证。本文还检视了栓钉的变形特性对于连续组合梁的结构性能的影响,证明了栓钉的变形特性不仅对组合梁的整体刚度有着重要的影响,还会很大程度上影响组合梁的整体极限承载力。本文对组合梁的结构特性提出了新的认识,为组合梁的性能化设计提出了可行的分析及设计方法。因此,这些模型是用来详细研究组合梁的有效研究工具,它们还是进行组合梁性能化分析及设计的高效手段。合理地使用这些模型还能够对开发更加准确且合理的设计规范产生非常正面的影响。

  • 标签: 组合梁 组合结构 有限元分析 非线性分析 性能化设计
  • 简介:开缝钢板剪力墙的开缝形式能够改善结构破坏形式、提高耗能能力及延性。为研究不同开缝形式和开缝参数对开缝钢板剪力墙的滞回性能影响,利用ABAQUS有限元软件建立了开缝钢板剪力墙的数值模型。结果表明,有限元计算结果和试验结果吻合较好。设计了竖缝、斜缝和对称斜缝3种开缝形式,通过28个钢板剪力墙试件的计算分析发现开缝钢板墙能够很好地实现屈曲前屈服。开缝使得钢板墙的承载力和刚度明显下降,但滞回环饱满,具有较好的耗能性能;而对称斜缝钢板墙可获得较好的屈服耗能。研究结果表明:缝间墙肢宽高比为0.2时的钢板墙刚度和耗能性能较好;通过合理设置钢板墙中的开缝参数,可使得钢板墙具有可控的抗侧刚度和承载力,获得较好的抗震耗能能力。通过骨架曲线上的特征点对开缝钢板墙的受力过程进行分析,考察了缝间墙肢宽高比b/h和高厚比h/t对开缝钢板墙滞回性能的影响。

  • 标签: 开缝钢板剪力墙 有限元模型 滞回性能 开缝参数
  • 简介:灌浆套管连接最早应用在海洋平台基础部分的连接,其最初目的是减小钢管挠曲并防止钢管腐蚀,但研究表明该连接具有良好的结构受力性能,实际使用过程中通常引入预应力以提高其承载性能。灌浆套管连接作为一种区别于焊接、栓接和铆接的新型连接方式,施工方便、可拆换,轴向荷载下通过三向受压的水泥环受剪传递荷载。本文总结了近40年在海洋平台、风力涡轮机和结构工程中灌浆套管连接的研究成果,结合试验数据对其影响因素进行了讨论,分析了不同构造措施下可能出现的破坏模式,并对不同研究者给出的设计公式进行了介绍。研究结果表明,灌浆套管连接在静力荷载下有较高的承载力和很好的延性;在低周往复荷载作用下滞回环饱满,有良好的耗能能力;在火灾下内外管温差较大,造成预应力损失,但依然能保持良好的延性,火灾下的灌浆套管连接的破坏有利于主体结构温度应力的释放。

  • 标签: 预应力 灌浆套管 结构性能 破坏模式
  • 简介:某礼堂建筑群总建筑面积16400m^2,建筑功能复杂,包含1100人观众厅、军史馆和图书阅览中心。本文基于结构抗火设计性能化对1100座观众厅屋盖钢结构的抗火安全性进行了评估。首先确定结构抗火性能目标,然后采用承载力法对整体结构在最不利火灾场景下的力学性能进行分析,最后根据结构的抗火性能是否满足抗火性能目标来评估结构的抗火安全性及需要采取的防火保护措施。本文结果被业主作为消防主动措施失效后实行被动消防措施的理论依据,可供类似工程的结构抗火设计参考。

  • 标签: 大空间建筑 网架结构 性能化结构抗火
  • 简介:节点刚度不仅影响网壳的静力性能,对网壳的动力性能也有一定的影响.为认识其对网壳动力性能的影响规律,本文应用ANSYS中的Matrix27单元建立节点刚度单元模型,研究了节点刚度变化时网壳动力性能的相应变化.采用动力时程分析法研究了不同节点刚度对网壳地震响应的影响.计算结果表明,节点的轴向刚度和弯曲刚度对网壳的自振特性和地震响应均有一定的影响,实际工程中考虑节点刚度的影响能更准确地反映结构真实性能.

  • 标签: 节点刚度 网壳 动力性能
  • 简介:基于平面索桁结构提出了一种新型的空间索杆结构,命名为环形交叉索桁结构.该结构可以显著改善车辐式索桁结构抗连续倒塌性能较弱的不足.基于ANSYS软件,采用非线性弧长法,分析了环形交叉索桁结构的静力性能.分析中考虑了满跨均布荷载、半跨均布荷载以等多种工况组合以及预应力变化对结构性能的影响.研究结果表明环形交叉索桁结构具有整体刚度好、内力分布合理等优势,预应力变化对结构刚度影响显著.环形交叉索桁结构的提出可为其它索杆结构的改良提供参考.

  • 标签: 索杆结构体系 环形交叉索桁结构 静力性能 连续倒塌
  • 简介:当结构的高宽比较大时,在设防与罕遇地震作用下高烈度区的超高层结构的核心筒剪力墙可能承受倾覆力矩引起的巨大拉力,垂直于地震作用方向的核心筒翼墙受力状态接近于轴心受拉。由于混凝土抗拉强度较小,常采用钢板组合剪力墙来抵抗较大的墙肢拉力。采用非线性有限元法,对钢板组合剪力墙在轴心受拉作用下的开裂荷载、刚度变化、滞回性能与受拉承载力进行了较为全面的研究,表明混凝土对构件的轴拉承载力与刚度具有一定贡献。给出了钢板组合剪力墙在轴心受拉状态下最大裂缝宽度的计算方法,分析了墙体含钢率以及型钢、钢筋布置方式对裂缝宽度的影响。钢板组合剪力墙轴心受拉缩尺模型试验结果表明,有限元数值分析与模型试验吻合良好。在此基础上,提出了钢板组合剪力墙受拉状态下的设计建议。

  • 标签: 钢板组合剪力墙 受拉承载力 裂缝宽度 有限元法 模型试验
  • 简介:蜂窝梁因腹板开洞,导致孔间腹板承受复杂的剪力、轴力和弯矩的共同作用,可能发生强度破坏和稳定破坏等多种破坏模式。孔间腹板破坏模式对蜂窝梁受力性能有着显著影响,孔间腹板屈曲承载力计算是蜂窝梁抗剪设计的主要内容。对国内外现有蜂窝梁孔间腹板屈曲问题的研究成果进行了综述,内容包括相关试验研究、理论方法及有限元分析等,分析了相关方法的适用范围及其存在的问题,指出了进一步研究方向。

  • 标签: 蜂窝梁 开洞 孔间腹板 屈曲性能 斜压柱理论
  • 简介:以某实际工程为背景,进行了一个波纹腹板H形钢空间节点的静力试验,考察了两种连接构造形式,并通过试验研究了该空间节点的力学性能和连接构造的合理性。应用波纹腹板H形钢梁的简化计算公式,分析了试验节点钢梁在弹性阶段的关键截面应力值,并将其计算结果与试验结果进行了对比,验证了该公式的合理性。静力试验结果表明,该空间节点的最终破坏发生在全焊连接的上翼缘对接焊缝处,破坏荷载是设计荷载的2.3倍;但由于发生了受拉翼缘断裂的脆性破坏,破坏截面弯矩仅达到极限抗弯承载力的74%,这是焊缝交汇处应力集中和波纹腹板偏心集中力共同作用的结果。两种连接构造形式中,将拼接位置置于平腹板梁段的栓焊混合连接形式性能更优,可用于实际工程。

  • 标签: 波纹腹板H形钢 空间节点 静力性能 试验研究
  • 简介:以上海辰山植物园铝合金展览温室为背景,研究摩擦系数对结构性能的影响。与常规结构滑动支座不同,该项目滑动支座条件复杂。滑动支座数量众多,并形成一闭合回路,同时各支座不在一个水平标高上,因此滑动支座的性能对整个结构的影响较大。通过程序分析,研究不同支座摩擦系数下结构的受力和变形性能,从而为支座构造的设计提供技术参数。通过研究发现,当支座摩擦系数小于0.01时,杆件内力与理想无摩擦情况误差小于5%,可以不用考虑摩擦力对结构性能的影响,设计时释放支座相应的自由度即可。

  • 标签: 滑动支座 摩擦系数 铝合金结构 单层网壳 支座释放
  • 简介:首先从理论方面对气肋在充气阶段的应力进行了分析,找出简单易行的计算方法,列出应力表达式和气肋外边、中线、内侧的膜张力公式.然后分别利用有限元软件ANSYS和索膜结构设计分析软件Easy对半圆形气肋充气后气肋应力及拱顶位移进行了分析计算.制作了一个跨度12m、气肋直径0.6m的模型,进行了充气试验,并将拱顶位移计算值与试验值进行了对比.结果表明,充气后膜材应力理论值与两种软件计算值差别不大,最大误差为9.8%,拱顶高度两种软件计算结果与试验结果差别较小,最大误差为1.7%,理论计算与试验值吻合较好.

  • 标签: 充气拱气肋 充气阶段 应力分析 位移分析
  • 简介:波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁是一种较为新颖的桥梁上部结构形式,其力学性能一直以来是桥梁工程研究的热点。为阐明其动力性能的研究进展情况,通过文献调研与实桥调查,介绍了这种箱梁的自振特性与动力响应研究的最新成果。研究表明,在自振频率的计算方法和阻尼系数的取值方面,波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁与传统的预应力混凝土箱梁相比均有所差异。同时,箱梁的截面形式、桥墩类型、钢腹板几何参数、体外预应力等对这种箱梁的自振特性均有着不同程度的影响。为改善这种箱梁的自振特性,通常建议采用增设横隔板的构造措施。另外,这种箱梁桥在抗震方面具有优势,其抗震计算可参照传统结构,而有关这种箱梁桥的车致振动、风致振动的研究却很少。加强波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁动力性能的研究对完善这种箱梁桥的设计理论以及促进其在工程中的应用与发展均具有重要的现实意义。

  • 标签: 预应力混凝土 箱梁 波形钢腹板 自振特性 动力响应 横隔板
  • 简介:对气枕式ETFE膜结构的受力性能进行了研究,分析了均布荷载作用下ETFE膜结构气枕的膜面位移和内力随荷载变化的规律,分别考察了气枕的初始内压、高跨比、薄膜厚度等参数对气枕位移、膜面应力的影响,给出了其参数变化影响规律.此外,对ETFE气枕的边缘构件进行了受力分析,分别给出了初始形态下和受荷状态下边缘构件的受力特点,通过分析,给出了设计建议.

  • 标签: ETFE膜材 气枕 膜结构 边缘构件
  • 简介:研究了平流层飞艇蒙皮膜材的撕裂性能.首先测得了膜材的单轴拉伸强度,然后对不同切缝长度和试件宽度的侧边切缝试件进行单轴拉伸撕裂试验.试验结果表明临界撕裂应力随着切缝长度的增大而减小,随试件宽度的增大而增大,但切缝长度的影响更加显著.基于修正的Shoji应力场理论和考虑内部缺陷的强度因子理论,通过试验数据计算得到了修正后的Shoji应力场理论参数和应力强度因子,结果表明理论值与试验值吻合良好.最后基于修正后的Shoji应力场理论,给出了飞艇蒙皮膜材的容许切缝长度.本文成果可为飞艇蒙皮材料的撕裂性能及切缝扩展机理的研究、结构安全控制和评估提供参考.

  • 标签: 飞艇蒙皮膜材 侧边切缝撕裂试验 临界撕裂应力 修正的Shoji应力场理论 应力强度因子 容许切缝长度
  • 简介:根据中东阿布扎比高温、温差大的环境特点,设计了ETFE气枕性能高温环境试验系统,主要包括密封环境模拟室,776mm×776mm气枕模型,环境加热与ETFE气枕压力计算机自动控制系统,温度、位移数据采集系统.研制出试验系统,进行了40℃~80℃温度变化、6个周期18小时下气枕性能测试,然后利用气枕膜片制备试件,进行了ETFE薄膜厚度测试、ETFE薄膜和缝合节点拉伸试验.得到了相应的膜面矢高位移、试件破坏形态、应力-应变曲线、极限强度和破断延伸率,对工程设计具有指导参考价值.

  • 标签: ETFE气枕 ETFE薄膜 高温试验 环境模拟室
  • 简介:本文通过对8根钢管高强混凝土压弯构件试件在恒定轴力和水平周期反复荷载作用下抗震性能的试验研究,阐述了混凝土强度、轴压比和含钢量对钢管高强混凝土压弯构件延性性能的影响,由试验结果分析了影响构件延性性能的主要原因及因素,并提出建议.

  • 标签: 钢管高强混凝土 压弯构件:抗震性能 延性 轴压比 荷载