基于有限元的双向偏心受压构件仿真计算分析

通过利用大型有限元计算软件对双向偏心受压的型钢混凝土柱的正面承载力进行计算分析,模拟计算型钢混凝土柱在受到偏心荷载的作用时结构的受力和变形情况,结合相对应的试验结果,对结构的受力进行分析,为今后的偏心受压型钢混凝土柱的研究和设计提供一定的参考。     

柱承式筒仓的地震反应分析

柱承式筒仓由于其特殊的结构形式和受力特点,在地震作用下极易发生柱顶破坏。为了深入研究柱顶破坏机理,寻找改善支承柱受力特性的方法,本文利用有限元程序ANSYS进行水平地震时静力和动力时程分析,提出了柱承式筒仓柱顶内力放大系数,以供柱承式筒仓支承柱的地震设计与研究参考。     

脉冲型地震动作用下大跨输煤栈桥的动力响应

为研究近断层脉冲效应对火力发电厂钢结构输煤栈桥地震响应的影响,以某典型输煤栈桥结构为研究对象,采用基于能量的脉冲地震动识别方法,选取9条不同脉冲周期的近断层脉冲型地震动,利用标准脉冲数学模型的方法,剔除所选地震动中的脉冲成分,从而获得相应的9条非脉冲地震动。在此基础上,采用动力时程分析方法,对比脉冲地震动与非脉冲地震动对该典型输煤栈桥结构地震响应的影响。研究结果表明:脉冲型地震动会对输煤栈桥的地震响应产生显著影响,特别是脉冲周期与结构自振周期接近时,三向输入时脉冲效应对输煤栈桥结构响应的放大作用最明显,其最大放大系数为2.1;在脉冲型地震作用下,输煤栈桥的柱顶水平位移为弹塑性位移限值的1.36倍,将产生超出预期的严重破坏,其钢桁架跨中挠度为正常使用限值的2.97倍,将会严重影响结构的适用性及附属设备的安全。因此,在对近断层区域内的输煤栈桥结构进行抗震设计时,有必要考虑脉冲效应和地震动多维性对结构地震响应的影响,否则将低估结构的动力响应。     

地震作用下框架结构“强梁弱柱”分析

在四川汶川地震中一些混凝土框架结构出现"强梁弱柱"的破坏机制,柱发生剪切破坏,最终导致结构形成侧移机构。通过对"强梁弱柱"框架破坏过程分析,以及考虑随机多维地震作用下框架的受力特性,并与中国规范进行对比,为完善框架结构抗震设计提供参考。     

CFRP索悬挂建筑结构试点工程的设计与分析

悬挂建筑结构具有良好的抗震、抗风性能,但作为其主要受力部件的钢索,则常易出现锈蚀、疲劳等问题,为此,将高强CFRP筋制成索代替预应力钢筋用于悬挂建筑结构,设计了一幢全CFRP索悬挂建筑结构,并对其进行静力、自振特性以及地震反应分析。研究表明,本文所设计的CFRP索悬挂建筑结构成形状态合理,对称吊点处CFRP索索力相同;悬挂大梁和核心柱均在永久荷载起控制作用时,受力最为不利,但结构中所有梁、柱均满足极限承载能力和正常使用要求;核心柱与悬挂楼层之间设置不同的连接方式对结构的各阶频率影响较大。本文所做工作为此类结构的设计、受力分析提供参考。     

汶川地震钢筋混凝土框架结构震害及对策

汶川大地震造成了部分钢筋混土框架结构的严重破坏和倒塌,震害包括结构的整体倒塌、部分倒塌、薄弱层倒塌、底层柱的柱顶和柱底的弯曲破坏、短柱的剪切破坏、框架梁端的弯曲破坏等等;此外原先抗震设计时不被注意的楼梯出现受拉破坏,有的甚至被拉断;填充墙是框架结构破坏严重的非结构构件。框架结构这些震害产生的原因多种多样,如实际地震影响烈度大大超过设计设防烈度、建筑的施工质量问题、设计不合理（刚度突变,强梁弱柱）,等等。在对倒塌破坏的框架的震害进行深入分析后,本文提出了解决框架结构抗倒塌的方法：加强柱的抗震设计、适当布置抗震墙、采用隔震或消能减震技术。楼梯设计时应考虑地震下楼梯受力情况,采用刚性连接时,要求计算出楼梯地震效应,并进行配筋;楼梯一端与结构采用滑动连接时,可消除楼梯地震作用下的内力,设计时可不考虑地震影响;加强结构填充墙抗震性能,确保罕遇地震下不致倒塌伤人。     

R·C·巨型框架结构抗震能力设计措施的探讨

以位于巨型梁上的次框架底层柱底截面组合弯矩设计值增强系数的不同取值为变量,进行多个典型巨型平面框架设计。采用平面结构弹塑性动力分析程序Drain-2d+,对每个典型巨型框架在地震作用下进行弹塑性时程分析,得出这些巨型框架在地震作用下的受力变形特点、塑性铰出现情况和整个结构的薄弱环节等,从中找出位于巨梁上的次框架底层柱底截面弯矩设计值增强系数取值的正确思路,并给出设计的合理取值,为钢筋混凝土巨型结构设计提出若干建议。     

基于有限元软件的某桥景观柱设计

对阿坝州震后重建的某桥的景观柱进行了有限元分析,分析了在多遇地震和罕遇地震情况下结构在各个地震作用方向下的受力性能,以确保震后重建工程的安全,同时也为结构的优化设计提供依据。     

砖混房屋中设置两用柱的研究

目前砖混结构房屋中设置的构造柱,一般仅在遇到地震时才起作用。为充分发挥构造柱的作用,做到平震结合,建议在荷载大、开窗大、横墙少、层数多,且墙太厚的砖混结构房屋中设置“平震结合的钢筋混凝土受力柱”。在竖向荷载作用下起承重柱的作用;在水平地震荷载下起抗震柱作用。因其具有平时承重,地震时抗震两个作用,故亦称“两用柱”。这样做可使一些层数较多、     

钢筋混凝土细长柱结构在中震作用下若干问题研究

以苏州工业园区职业技术学院新校区教学楼为背景,首先采用两种可以考虑二阶效应影响的计算方法以及拟合公式分别计算在中震弹性作用下细长柱的配筋,并和η-l0计算法的结果进行比较。以细长框架柱在地震作用下的位移作为已知条件,求出细长柱的二阶效应变形曲线,再分别求出曲线的最大曲率和P-Δ,P-δ效应值。通过上述分析探讨钢筋混凝土细长柱在地震作用下的受力特征及变形特点,为类似结构的设计及抗震分析提供参考依据。     

钢柱外包式柱脚抗震设计问题

柱脚是钢结构中上部主体结构与基础连接的重要节点,外包式柱脚常用于重钢结构厂房,其计算假定为柱脚刚接,在地震作用效应时传递弯矩至基础。GB50011-2010《建筑抗震设计规范》明确规定了这种柱脚设计时的极限承载力计算方法。构造要求的柱截面面积条件在节点弹塑性承载力设计中起控制作用的情况,在实际设计过程中常出现。从钢结构框架柱的截面确定方法入手,对不同规范规定的长细比限值进行比较,用极限弹塑性设计抗弯承载力要求和多遇地震抗弯承载力要求来分析比较外包式柱脚的设计,满足柱脚配筋设计的经济性和合理的计算要求。     

对"实现抗震性能设计目标的参考方法"的讨论

<建筑抗震设计规范>增加了"建筑抗震性能设计"的条文,提出了四性能水平的具体指标及实现抗震性能设计的参考方法.为了验证该方法的合理性,针对一钢筋混凝土框架结构实例,分别对框架结构梁、柱构件不同性能要求的承载力以及整体结构的层间位移进行了验算.结果表明:为了满足各性能水平在罕遇地震下的承载力要求,梁、柱构件的配筋量急剧增...     

大悬挑变截面梁折线形斜柱钢刚架受力性能试验研究

大悬挑变截面梁折线形斜柱钢刚架,结构型式不规则、受力复杂。为考察其受力性能,评价其安全性,对该结构进行了设计验证和极限承载力的缩尺模型试验研究和有限元分析。试验研究表明：变截面梁折线形斜柱钢刚架在设计荷载作用下均处于弹性状态,在极限承载力试验中,变截面梁与折线形斜柱连接部位最先屈服,2.56倍设计荷载时结构达到极限状态。结合试验结果与有限元计算结果,分析了结构的受力变形特征和内力分布规律,分析表明,有限元计算结果与试验结果吻合良好,试验结果验证了理论分析与原型结构设计的正确性;研究表明,折线形斜柱大悬挑钢刚架结构在保证顶部水平约束的情况下,具有较高的承载能力和足够的安全性。     

隔震支座对空冷支架结构地震响应影响的研究

空冷凝汽器支架结构是一类特殊的工业建筑。主要针对该类建筑的结构形式,采用隔震技术,即在每个管柱的下方设置铅芯橡胶隔震支座,采用SAP 2000分析软件对原结构和隔震结构的地震响应进行比较分析。结果表明,隔震支座改善了结构的抗震性能,隔震技术对于这种结构体系具有很好的实际应用前景。     

模块化装配式钢结构梁柱节点极限承载力分析与抗震性能研究

利用ABAQUS大型有限元结构分析软件对模块化装配式高层钢结构中3种常见的焊接、栓接、栓焊混合连接节点进行非线性分析,得到3种节点的破坏机理、极限承载力以及单调循环荷载下的耗能能力。结果表明:焊接节点极限承载力最高,但塑性变形主要集中在节点域,没有实现"强节点弱构件";栓接节点在单调循环荷载作用下接触面容易滑移;栓焊混合节点中两片梁段的刚度不同会导致整个桁架梁段的平面外失稳,进而影响节点的极限承载力,并对3种典型装配式钢结构节点的设计提出一些建议。     

装配式方钢管柱座节点水平受弯承载力简化设计方法

基于装配式建筑采用的方钢管钢柱与板块连接节点即柱座节点的重要性,针对现有钢柱与钢梁连接采用的法兰板连接方式,与原有梁柱端板连接和方钢管法兰连接的不同,研究方钢管柱座节点的水平受弯承载力,并得到其简化设计方法。利用ABAQUS软件建立该节点的数值模型,得到装配式方钢管柱座节点上柱法兰板屈服线形状分布,并根据塑性铰线法得到装配式方钢管柱座节点水平受弯承载力简化设计公式,该公式计算结果与有限元分析结果吻合较好,可应用于实际工程,为装配式柱座节点的工程应用提供参考。     

偏心钢支撑-钢筋混凝土框架的侧移和地震反应

通过对偏心支撑钢筋混凝土框架试验结果的分析以及性能设计和抗震设计位移控制的比较,对其抗震设计中的变形和性能进行研究。为满足性能设计和三水准抗震设计要求,偏心支撑框架结构的侧移限值应比纯框架结构更严格,而且使得支撑的受压屈曲控制在第一水准位移后,将有利于抗震性能的改善。由于偏心钢支撑的作用,偏心支撑框架结构中柱的剪力明显减小,侧向刚度增大,从而有效地避免了框架结构在地震中柱的剪切破坏和过大的侧移。偏心支撑框架结构的地震反应如最大侧移、最大速度、最大加速度明显降低,结果表明,K型支撑是理想的抗震布置方式。     

SMA弹簧-摩擦支座在双层球面网壳结构中的隔震控制分析

提出一种由形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)螺旋弹簧和平面滑动支座组成的SMA弹簧-摩擦支座(SMA Spring-Friction Bearing,简称SFB)。根据SFB的构造和工作原理,推导了描述其力学性能的理论模型。为考察SFB在双层球面网壳结构隔震控制中的适用性和减振效果,将SFB设置在网壳屋盖与下部结构之间形成柱顶隔震机制。通过有限元分析软件SAP 2000建立含有下部结构的网壳结构隔震体系数值计算模型,针对这一网壳隔震体系的地震响应进行数值模拟。计算结果表明,SFB能够有效降低网壳结构的地震响应,并具有优良的支座位移控制性能与复位能力。     

混凝土异形柱结构的抗震性能分析及概念设计

介绍了混凝土异形柱结构的概念,针对异形柱结构的力学性能、承载力及节点承载力等影响抗震性能的关键因素进行了分析,并指出了异形柱结构抗震设计时需注意的问题,促使其满足高烈度地区的抗震设防要求。     

基于新抗规隔震结构两阶段设计法

隔震结构两阶段设计法包括简化估算和时程分析。简化估算阶段用于隔震方案的初步确定,将上部结构简化为单质点体系,估算结构的自重和自振周期,再通过预期的减震目标及反应谱,推算隔震后结构的周期,并据此得到隔震层刚度,从而初步选定隔震支座的数量。时程分析阶段用于施工图设计,最终确定和优化隔震支座的布置和参数。文中作者基于旧《抗规》已将其实现。新《抗规》对隔震支座刚度取值和安全储备系数作出了新的规定,文中也将上述方法进行了相应调整。