大空间结构钢屋盖火灾下温度场计算方法研究

为了研究大空间结构屋面钢构件火灾下温度场的简化计算方法,把国内外现有用于“室内火灾”温度场的简化计算公式和方法,应用于典型尺寸的大空间结构模型,并与数值模拟结果进行比较。给出了对各种方法的计算准确性的分析结果,并从理论和原理的角度对各种方法的优劣进行了综合评价,提出了进一步修正的方向。     

景观桥钢箱梁加固方案的设计计算及比较分析

对某景观桥进行了检测评定,提出了3种加固方案,并采用大型通用有限元软件ANSYS建立了桥梁上部结构模型以及3种加固方案的模型,其中加固方案模型建立于根据静载试验数据修正后的模型之上;利用该模型进行了设计荷载工况下的静力分析和模态分析,并根据计算结果比较了3种加固方案以及参数变化对桥梁挠度、支座区最大等效应力、极限承栽力以及动力特性的影响。结果表明：综合采用加固方案1和加固方案3是比较合理的。     

某曲线桥的静力极限承载性能分析与优化设计

钢—混凝土组合结构由于具有减小构件截面尺寸、增加构件和结构的延性等优点被越来越广泛地应用于城市桥梁中,其中钢箱梁加混凝土桥面板的组合形式是现在应用很广泛的一种形式。北京南站进站立交作为北京南站改扩建工程的一部分,其结构形式为曲线型钢—混凝土组合梁。出于对建筑美观和安全等因素的考虑,该桥的设计较为保守,构件截面较大。采用了通用有限元软件ANSYS分析了该桥一个分联的极限承载能力,并对该分联进行了优化。优化结果表明:对于该钢—混凝土组合梁桥,跨高比最大可以取31.8,并满足静力承载要求。     

翼缘纵向变厚度工型截面梁变形性能试验

为研究翼缘纵向变厚度工型截面简支梁的变形性能,对2根翼缘纵向变厚度工型截面梁与2根等厚度梁进行静力加载对比试验,同时采用有限元软件ANSYS进行数值模拟.变厚度梁翼缘材料为Q345GJC等级纵向变厚度钢板,加载方式包括单点加载和两点加载.试验结果表明:试件均发生明显的板件局部屈曲;采用翼缘纵向变厚度工型截面简支梁,不仅可以在保证承载力的情况下大大减少用钢量,而且可以获得更大的强度储备;也可以达到密实截面的变形要求,满足塑性设计要求.有限元结果与试验结果吻合良好.该试验结果可为翼缘纵向变厚度工型截面钢梁的塑性变形设计提供依据.     

钢梁外包FRP混凝土抗弯承载力计算

目的研究一种简化处理的不同破坏形态下构件极限抗弯承载力的计算方法,以方便工程实际的应用.方法采用实用叠加方法对SRHC梁贴FRP的受力过程和破坏特征进行研究.根据中和轴到钢骨的截面距离不同,将受压区高度与钢骨上翼缘至混凝土受压边缘的距离进行比较,以此来确定FRP加固后梁在破坏时的不同抗弯承载力的适用公式.基于纤维模型法,对受弯钢梁外包混凝土贴FRP布构件进行非线性全过程分析.结果提出了受弯钢梁外包混凝土贴FRP布构件承载力计算公式.通过实例表明,FRP的加固层数是构件受力性能重要的影响参数,在相同的变形条件下,FRP层厚度增加,组合构件的承载能力也有所提高,最佳加固率在3层以内.构件的承载能力随着混凝土强度的提高而提高.结论笔者给出的计算公式克服了简单叠加法和一般叠加法在计算上的缺陷,计算简便,可用于工程实际和结构设计中.     

木结构双自攻钉协同抗拔力试验研究

为了研究木结构中的自攻钉的抗拔性能,选用中国产普通圆钉、进口规格木材和普通木材,制作了6个木结构剪力墙中钉连接的试件,采用单调加载方式进行试验研究,结果表明普通圆钉连接强度主要取决于破坏模式;契入效应不足明显影响钉连接的强度;钉连接刚度离散性较大;故而通过进一步的试验研究,得出中国产自攻钉抗拔连接强度和刚度计算公式,将是十分必要的。     

装配式冷弯型钢结构楼盖承载性能的有限元分析

目的 研究销轴法兰节点及应用此种特殊形式节点的装配式冷弯型钢结构楼盖的承载性能,为其推广应用及有关规范标准的编制提供技术支持.方法 以我国南方某工程示范楼的楼盖为算例,利用有限元软件ANSYS对装配式斜支撑冷弯型钢结构楼盖在竖向荷载作用下的承载性能及自振频率进行分析,并对结构中销轴法兰节点、组合楼板与钢梁连接方式对楼盖承载性能的影响进行研究.结果 算例中销轴法兰节点刚度较大,应用此种节点的楼盖承载力及变形性能在楼面荷载小于10 kN/m2时接近于节点刚接模型;梁柱节点刚度对楼盖整体结构承载性能的影响明显;楼板与梁铰接模型的整体承载力及竖向刚度均低于楼板与梁刚接模型.结论 算例中应用销轴法兰节点的装配式冷弯型钢结构楼盖具有足够的承载力并能满足正常使用的要求;在装配式冷弯型钢结构的设计中,应对梁柱节点刚度及组合楼板与钢梁的连接方式予以重视,保证连接可靠.     

框架深肋组合扁梁弹性刚度分析

目的 研究框架组合扁梁正负弯矩区的受力性能.方法 在假定计算截面保持平截面的基础上,采用试验研究验证和理论推导的方法,对框架组合扁梁的正负弯矩区进行刚度分析.结果 基于换算截面法的假设,通过等效刚度方法,提出了框架深肋组合扁梁等效刚度的计算方法,计算结果表明框架深肋组合扁梁抗弯刚度值与试件跨中挠度为1/400梁跨时的平均刚度值相比,误差小于6.0％,而与试件跨中挠度达1/250梁跨的平均刚度值相比,误差大约为3.0％,且偏于保守.结论 试验揭示了内嵌于混凝土楼板之中框架组合扁梁在受力过程中截面的应力、应变的分布规律,验证了平截面假定在进行框架深肋组合扁梁弹性刚度分析时的有效性.     

合肥新桥国际机场航站楼箱形曲梁模型承载性能

为得到合肥新桥国际机场航站楼钢结构屋盖中箱型曲梁构件的承载性能,以箱型曲梁部分为重点研究对象,采用千斤顶单拉加载的方式,进行了3个箱型曲梁模型的试验研究;试验测定了箱型曲梁模型宏观的荷载位移曲线、面外位移以及各关键位置的应变情况,得到了箱型曲梁构件预期的破坏形态和破坏模式,并建立了试验构件的有限元模型,将试验结果与有限元计算结果进行了对比和分析;通过3个试验构件不同形式的面外支撑,检验了支撑的效果;通过施加不同大小的初始缺陷,分析了初始缺陷对于转换节点构件承载性能的影响.结果表明:有限元计算有效地模拟了试验构件的承载性能,试验和有限元结果吻合较好,证明了设计的合理性和安全性.     

负载下焊接加固受弯工形钢梁的受力特性分析

采用通用有限元软件ANSYS建立有限元模型,对3个不同初始负载下焊接加固的受弯工形钢梁和1个做对比用的未加固工形钢梁的受力特性进行有限元分析,并详细介绍了2种用于模拟负载下焊接加固钢梁受力特性的有限元分析方法。基于目前最常用的、仅采用生死单元技术而未考虑焊接热过程的有限元分析方法,采用间接热一结构耦合分析方法,考虑焊接热过程和随温度变化的钢材材性,提出了能够考虑负载下焊接过程影响的有限元分析方法。通过将有限元计算结果与相应的试验结果进行对比,验证了采用的有限元分析方法和有限元模型的可行性。计算结果表明：负载下焊接加固后的钢梁的极限承栽能力受初始负载的影响较大。