内嵌围护墙板对钢框架抗侧力性能的影响效应

目前钢结构设计难以考虑围护墙体作用,原因是缺乏围护墙板对钢框架抗侧力性能影响的量化研究．采用有限元软件ANSYS建立带有围护墙板钢框架的精细化有限元模型,考虑了墙板节点刚度、墙板之间的接触与摩擦作用、以及墙板的轻质混凝土材料特性,数值模拟结果与试验结果吻合较好．在此基础上,综合考虑轴压比、跨高比、墙板宽度、墙板厚度及墙板开洞形式等关键参数变化的影响,系统研究了带围护墙板钢框架的抗侧力性能．结果表明:当框架柱轴压比在0～0.6变化时,与空框架相比,内嵌墙板钢框架的承载力及初始刚度增大1.0～2.0倍,且在层高一定、跨高比增大时,增大系数呈线性增大;内嵌墙板宽度宜优先选取600 mm;墙板厚度不同时应采用相应的刚度及承载力增大系数;墙体洞口加固后,其对整体结构影响较小,设计时可忽略不计．     

EPR核电站内安全壳筒体施工全过程力学性态分析

安全壳作为第三代核电站提供保护、密闭等功能的重要部件,直接关系到核电站的安全运营。以某核电站为工程依托,基于大型有限元通用软件ANSYS,分析了安全壳内壳钢衬里在安装积累精度、分段高度、新浇筑混凝土对钢衬里侧压力及风荷载作用等施工过程因素对结构力学性态的影响,得出了钢衬里、混凝土筒体在已有分区高度下的结构最大应力值及钢衬里的最大径向位移等,并得出了新浇筑混凝土侧压力对结构的影响最大,及施工模拟中必须考虑钢衬里的二阶效应等结论。针对核电内壳筒体具体结构,给出了网格划分的关键技术和步骤,为以后核电站内壳分析提供参考。     

内嵌墙板钢框架抗震性能分析

以6层钢结构住宅为例,对比分析了空框架与内嵌墙板框架的自振特性,提出了考虑内嵌墙板作用的多层钢框架的自振周期计算公式。选取7条地震记录,对空框架及内嵌墙板钢框架进行了不同设防烈度下的弹塑性时程分析,对比了两者结构顶层加速度时程、层间位移角等特征响应。统计结果表明:内嵌墙板对整体钢框架结构的抗侧刚度有较大贡献,在工程设计中应考虑内嵌墙板的作用,并可有效提高结构的安全性和经济性。     

巨型射电望远镜(FAST)反射面支承结构日照温度场效应分析

研究分析500m口径球冠状巨型射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope,简称FAST)反射面支承结构的日照温度场效应。借助ANSYS热分析模块,建立FAST反射面结构和实测周边地形的整体参数化有限元模型,计算最不利气候之一即夏季晴天无云天气各时刻的空气对流换热、太阳辐射、周围环境的长波辐射换热以及阴影遮挡等各种边界条件,在较为合理的结构初始温度场下,进行连续多天的时程分析,直至结构的任一点温度收敛于24h前的结果,并据此结果计算反射面结构温度变形和温度应力,给出日照下反射面形状拟合精度随时间的变化规律、结构应力的变化范围和分布规律。结果表明在日照下结构的温度场较不均匀,局部温差最高达到了11℃,较大地影响了反射面形状精度,为将来结构的设计、施工、监测以及控制提供了参考信息。     

FAST30米模型整体索网张拉方案的研究

介绍了大射电望远镜(FAST)30m模型主动反射面支承结构——整体索网结构,根据现场条件提出了三种可行的施工方案,并利用ANSYS的生死单元技术模拟索网张拉过程.通过分析、对比确定了最优方案,并以此指导了实际施工,为FAST500m原型的建造积累了经验.     

深基坑开挖过程渗流应力耦合有限元分析方法

运用有限单元法对考虑渗流影响的基坑施工过程进行分析,并给出了基坑降水及开挖引起的侧向位移曲线、坑后沉降位移曲线。运用考虑渗流影响的基坑开挖三维有限元模型对实际基坑工程进行施工过程模拟,通过与实际监测数据的对比验证了该有限单元法的正确性,并分析了降水、开挖对基坑变形的影响。分析表明,前期基坑降水将导致基坑侧向位移的增加,随着开挖深度的增加,后期基坑降水对侧向位移的影响很小,开挖对侧向位移的影响明显大于降水的影响;降水和基坑开挖都将逐渐增大基坑后土体的沉降位移,其中降水引起的沉降位移均小于开挖引起的沉降位移。     

山西三馆日照非均匀温度作用分析

研究分析了山西三馆(由自行车馆、体育馆、游泳馆及连接平台组成)在露天施工下的日照非均匀温度作用.依据结构实际几何尺寸、截面参数、材料热物理性能参数等,分析计算一天各时刻结构上的太阳辐射、空气对流换热等作用,提出了结构日照温度场有限元建模与分析方法,合理假定结构初始温度为早晨5∶30时的大气温度,进行连续24h的有限元时程分析,获得了一天各时刻结构的日照非均匀温度作用大小及分布.结果表明,在最热月7月晴天无云的最不利工况下,结构局部最高温度达到了50℃,最大分布温差达17℃.最终提出了结构合拢施工温度取值的合理建议,为工程施工方案和误差控制提供了温度荷载参考信息.     

内嵌墙板钢框架等效多杆模型研究

等效单杆模型在弹性阶段可以较好的模拟内嵌墙板钢框架结构中内嵌墙板的作用,但当结构进入塑性后,等效单杆模型将无法真实反映整体结构的响应.为此,根据轻质内嵌墙板在侧向水平荷载作用下的变形及应力分布规律,提出了可用于内嵌墙板钢框架结构弹塑性分析的等效多杆简化模型,并根据精细化的实体模型分析结果对该模型的可行性和有效性进行了验证,确认等效多杆模型可以准确地模拟地震荷载作用下内嵌墙板钢框架结构的抗震性能.     

广东台山核电站内安全壳穹顶施工阶段受力性能及稳定性分析

以广东台山核电站工程为研究背景,建立安全壳穹顶的复杂实体有限元分析模型,合理简化边界条件,以整体模型能量误差评估网格精度。该工程穹顶跨度近50 m、内衬6 mm厚的钢板。针对施工时变结构特点,考虑混凝土弹性模量随龄期变化的影响,采用重叠单元和生死单元技术,分析大跨度穹顶在混凝土浇筑成形整个施工过程中的结构变形和应力,并考虑初始几何缺陷和材料弹塑性的影响,分析施工关键阶段结构在新浇筑混凝土自质量及施工活荷载作用下的稳定承载力。结果表明:施工时变全过程分析结果与整体一次成型建模分析的结果差异显著,前者分析的结构最大挠度为3.2 mm,而后者分析的仅为1.2 mm;施工过程中结构稳定安全系数不小于3.4,满足要求。