带转换梁的高层建筑结构抗连续倒塌性能分析

对按我国现行规范设计的一栋带转换梁的高层建筑结构进行抗连续倒塌性能分析,结果表明：支承转换梁的角柱或边柱一旦失效,结构就会发生连续倒塌;支承转换梁的内柱失效时,由于梁的悬链线作用,结构未发生连续性破坏,但有多根梁进入了塑性状态,结构发生连续倒塌的可能性较大。针对上述3种情形,提出不同的应对措施,以提高结构抗连续倒塌能力。     

钢筋混凝土框架结构中次梁的抗连续倒塌性能分析

目的分析次梁在框架结构中的抗连续倒塌性能,为抗连续倒塌设计和研究提供依据．方法采用有限元软件Sap2000对6个不同次梁布置形式（不考虑次梁、长边单向布置、短边单向布置、十字型布置、井字形布置、密肋型布置）的五层框架结构进行倒塌动力分析,同时笔者对其中5个模型（不考虑次梁除外）进行倒塌的敏感性分析和经济性分析．结果次梁密肋型布置的结构的位移和速度时程曲线斜率最小,其次是十字型和井字形．在长边中柱和角柱失效下,框架结构的连续倒塌发生的概率最大,在内柱失效下,连续倒塌发生的概率最小．长边布置形式的次梁的结构的总造价最小,十字型和井字形布置其次,最大的是密肋型布置．结论次梁有一定的抗倒塌作用,其中密肋型布置形式对抗倒塌最有利;框架结构对长边中柱和角柱失效下连续倒塌最敏感,对内柱失效下最不敏感;结合经济性和抗倒塌性因素考虑,框架结构的次梁布置形式应首选十字型和井字型．     

梁板子结构的防倒塌机理研究

在模型验证的基础上,基于有限元软件对无板框架、无约束梁板子结构和有约束梁板子结构的抗连续倒塌能力进行对比,来研究边中柱移除工况下梁板子结构的抗倒塌机理。研究结果表明:连续倒塌发生时,梁板子结构中梁的悬链作用和板的薄膜效应可以提高结构的抗力,增加结构的变形能力;邻近楼板对梁板子结构的板边约束能大大增强结构的抗倒塌能力,但横向梁可能先于双跨梁发生破坏,因此在结构的抗倒塌设计中还应对横向梁的抗倒塌能力予以重视。     

钢筋混凝土抗震框架连续倒塌行为分析

以某抗震设防框架为研究对象,采用S A P2000有限元软件,依次拆除底层纵向边柱、横向边柱、角柱和内柱,研究抗震框架的倒塌破坏行为。以做功平衡原理建立了柱失效处梁配筋调整计算公式,并进行了配筋调整设计。结果表明：7度和8度抗震设防的框架结构仍会发生连续性倒塌,但是抗倒塌能力随着设防等级的提高而提高,抗震设计不能够完全替代抗倒塌设计;柱失效导致结构发生连续坍塌破坏的危险性由小到大依次为内柱、横向边柱、纵向边柱、角柱;梁铰机制在结构抗倒塌中的作用尤其重要,倒塌破坏时以梁的弯曲破坏为主,剪切破坏较少出现;线弹性静力分析计算的供需比最大值一般出现在失效柱上一层的相邻梁上,而非线性静力分析的最大破坏出现在与失效柱相连的梁上,但是二者对结构可能的失效位置判断基本一致。     

钢框架腹板双角钢连接梁柱子结构抗倒塌性能分析

腹板双角钢连接作为梁柱节点的一种常用连接方式大量使用于钢结构工程中,其节点的受力性能和破坏方式与钢框架的抗倒塌性能密切相关.采用显式动力准静态法分析了腹板双角钢连接梁柱子结构在大变形下的抗力机制转换及破坏模式,并通过试验结果进行了分析验证.通过对影响钢框架梁柱子结构抗倒塌性能的主要因素(梁跨高比、连接角钢厚度及节点螺栓布置)进行参数分析,获得了一些有价值的结论,为同类连接形式的钢框架结构抗倒塌分析和设计提供参考.     

某冰壶馆钢屋盖结构设计与分析

某冰壶馆钢屋盖结构采用单层网壳加张弦梁的杂交体系,单层网壳与张弦梁共同受力,形成良好的空间传力体系。本文详细介绍了其钢屋盖的结构构成和受力特点,并对张弦梁的撑杆高度、拉索直径及拉索预张力的大小进行探讨,从而确定合理的结构布置形式。采用有限元软件对结构进行了静动力分析、极限承载力分析以及抗连续倒塌分析,对类似结构的设计提供有益的参考和借鉴。     

钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌能力及延性分析

以钢筋混凝土平面框架为分析对象,采用解析法讨论了钢筋混凝土框架结构连续倒塌全过程及相应抗连续倒塌机制和抗连续倒塌能力,推导了梁机制、复合机制、悬链线机制等各种抗力的理论计算公式。将这种分析方法和理论计算公式用于笔者完成的2个钢筋混凝土空间框架结构的连续倒塌试验,连续倒塌的抗力计算结果与试验结果符合较好。基于结构抗连续倒塌的自身特点,提出了"结构抗连续倒塌的延性要求与结构抗震的延性要求是不同的"这一观点,建立了钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌延性系数的定义和计算方法。结合连续倒塌过程、抗连续倒塌机制、抗力和延性的分析,提出了混凝土框架结构抗连续倒塌的延性设计要求。更多还原     

下弦与撑杆新构型张弦梁结构的抗连续倒塌性能

由于传统张弦梁结构冗余度较低,下弦预拉索遭受意外作用断裂时易导致结构发生连续倒塌。通过改进传统张弦梁撑杆、下弦等杆件构型与连接形式,提出一种新型张弦梁结构。基于ANSYS/LS-DYNA程序平台,采用考虑初始状态的等效荷载瞬时卸载法,对具有不同撑杆交叉角度和交叉撑杆组数量的多个新型张弦梁结构模型进行抗连续倒塌分析。结果表明：合理设计后,任一段下弦失效时,交叉撑杆将代替失效处下弦为结构提供备用传力路径,新型张弦梁结构不会发生连续倒塌,但会导致下部撑杆内力骤增,下部撑杆设计需预留较大承载余量;撑杆交叉节点越靠近下弦,剩余结构空腹桁架作用越明显,承载能力越好;交叉撑杆组数越多,结构冗余度越高,新型张弦梁结构抗连续倒塌性能越优。     

平齐端板连接钢框架梁柱子结构的抗倒塌性能分析

平齐端板连接是钢结构建筑中常用的梁柱节点连接方式之一,其节点的受力性能和破坏方式与钢框架结构的抗倒塌性能密切相关.针对平齐端板梁柱节点,采用备用荷载路径法,构建了基于悬链线机制的梁柱子结构模型,分析了钢框架结构在倒塌过程中梁机制与悬链线机制的转换机理.通过数值分析,并与相关试验数据进行验证,获得了梁跨高比和端板厚度等关键参数对钢框架梁柱子结构抗倒塌性能的影响规律,为同类连接方式的钢框架结构抗倒塌分析和设计提供参考.     

不规则RC框架结构抗连续倒塌性能分析

为研究不规则RC框架结构抗连续倒塌性能，采用ABAQUS显式模型，建立二层、三层、四层不规则形式不同的十一个平面子结构模型。通过拆除构件法，在十一个平面子结构模型拆除中柱及角柱后进行考虑动力放大系数的非线性静力Pushdown分析。结果表明：当建筑结构底层中柱破坏时，不规则建筑结构形式抗连续倒塌性能降低约30%,并且随着建筑物层数的增加，数值逐渐降低。建筑底层边柱破坏时，结构不规则程度对结构抗连续倒塌能力影响较大，最大降低约60%。可见：建筑结构在满足其功能与形式的要求的前提下，降低结构的不规则程度或加强裙楼顶部水平承重构件有利于提高结构竖向抗连续倒塌能力并防止剩余结构发生连续性倒塌。     

超静定结构可靠性分析的一种方法

本文用结构分析的有限元法求得超静定构架结构元件的内力,并用结构刚度矩阵的奇异性来判定结构是否失效.提出了系统地形成结构失效模式中确认主要失效模式的一种新方法,然后根据确认的主要失效模式求得超静定构架结构失效概率的上下限.数值例题表明,方法相当有效.这种方法为需要大量进行可靠性分析的基于可靠性的结构优化设计提供了较好的基础.     

Experimental research on ultimate bearing capacity of grouted-round-steel-tube N-joint

As an important structural member in self-supporting concrete floor during construction,encased steel truss-concrete composite beam has brilliant prospect in outer-jacketing structures for adding stories or mega frame structures.Compared with encased angle truss,encased round steel tube truss can facilitate layout of itself in column and facilitate layout and anchorage of prestressed reinforcement placed horizontally.N-joint is wildly used in encased steel truss.For cave-in failure easily occurs in hollow steel-tube joint,the idea that the chord is grouted to increase cave-in bearing capacity of hollow tube is proposed.Test results of 8 grouted-round-steel-tube N-joints from the beginning of loading to failure are reported.Mechanical property and failure mode of this kind of truss joint are analyzed,and the formulas of ultimate bearing capacity of the joint corresponding to different failure modes are established.All these can provide basic data for spreading encased steel truss-concrete composite beam.     

高层建筑托柱转换结构力学特点的分析与比较

结合一栋高层建筑托柱转换层结构设计 ,通过结构分析计算 ,分析比较了空腹桁架式、普通桁架式及梁式三种转换结构方案的工作机理和力学特点。分析表明 ,针对类似的转换结构工程实际 ,在进行转换层结构设计时 ,对于梁式转换结构方案可以直接取用高层建筑结构分析程序算出的构件内力进行设计 ;而对于采用普通桁架或空腹桁架转换结构方案时 ,应通过对转换结构的局部分析方能得到转换构件的详细内力。工程设计中对于本文所述的节间杆长细比较小的托柱转换结构 ,建议分别采用杆系有限元模型和普通有限元模型两种分析方法进行局部转换结构的内力与变形分析。另外 ,本文还提出了相应的设计建议 ,可供设计人员参考。     

冗余结构基于可靠性的模糊优化设计

用结构分析的有限元法求得冗余结构元件的内力,用一种新方法确认冗余结构的主要失效模式,再根据主要失效模式求得冗余结构失效概率的上下限.用随机方向法进行了基于可靠性分析的构架结构的优化.在此基础上,对结构进行了基于可靠性分析的构架结构的模糊优化设计.其中给出了一种结构优化模糊目标集的隶属函数,并用模糊判决原理求解相应的模糊规划,得到了结构的模糊优化解.为约束是一模糊区间的结构优化问题提供了一种确定最优设计的方法.数值例题说明,本文提出的方法是有效的.     

组合单元的线性与非线性传递矩阵

本文内容为:(1)提出了采用组合单元作为基本计算单元的概念,建立了相应的简化分析模型:(2)提出了组合单元传递矩阵的计算方法,该法也可推广应用于其它形式的单元体;(3)推导了剪力桁架结构常用组合单元的弹性传递矩阵,以及考虑材料非线性效应的塑性传递矩阵,和考虑P—△效应的几何传递矩阵。本文结果可用于多层及高层建筑结构的非线性反应分析。     

铝合金桁架步行桥设计及侧向稳定性分析

以跨度24m的开口下承式铝合金桁架步行桥为例,建立整体有限元分析模型,在桥体结构强度、刚度验算的基础上,对桥体结构进行非线性有限元分析,确定桥体结构在不同荷载组合作用下的极限承载力,以保证不会由于桁架上弦平面外失稳而造成桥体结构失效.     

大型钢管桁架结构的静载试验研究

以浙江省某市的大型钢管桁架结构为工程背景,采用分级水加载试验方法,在拱顶横梁上施加与原设计相当的静力水荷载,测试了该钢管桁架结构主要控制截面在各级静力水荷载作用下的挠度、应变（应力）等数值的变化;并将测试结果与原结构的计算值与有关规范规定值作比较;通过检验系数的计算,研究了结构的承载力。试验表明,该钢管桁架结构的承载力和整体刚度尚能满足设计要求,但结构的荷载安全储备已不足,应尽快进行维修与加固处理。     

杆系可展开结构静动定特性及几何稳定性探讨

杆系可展开结构是一种新型空间结构形式,结构的刚性是其工程设计的关键.阐述了这种结构的基本特征,讨论了杆系铰接体系静动定分类方法,并引用线性理论中过定的概念明确了体系分类的力学含义.采用平衡矩阵的奇异值分解方法确定体系的静动定参数、独立自应力模态和机构运动模态.对几种典型的杆系可展开体系的分析表明:体系为实现展开功能而具有不同的机构状态.折叠结构需要附加约束来满足结构刚性要求,而张拉整体结构内在的一阶无穷小机构使其具有了承载能力.     

杆件结构大变形问题的优化精确算法

目的研究解决弹性杆件结构在载荷作用下产生大变形时内力和变形量的精确计算问题．方法提出了以变形后平衡状态下杆件变形量与作用力的非线性函数关系构造目标函数，以最终平衡时坐标为设计变量，建立了确定杆件结构大变形问题的无约束直接优化算法．结果通过杆件结构大变形计算方法，采用Fortran PowerSta-tion编制杆件大变形问题计算的通用程序，进行杆件大变形问题实例分析，算例表明可获得较为合理的结果．结论通过建立杆件大变形问题计算新方法，为复杂结构系统大变形问题计算，提供一种可行的分析方法．