杆件初始缺陷对单层凯威特球面网壳地震响应影响研究

为研究杆件初始缺陷对单层凯威特球面网壳地震响应的影响,利用OpenSEES有限元程序,采用多段梁法模拟杆件初始缺陷,给出了OpenSEES模拟空间网格结构圆管杆件滞回的多段梁法建模参数合理取值,基于GB 50017—2003《钢结构设计规范》中压杆稳定系数拟合了圆管等效偏心率和正则化长细比的关系式。考虑杆件初弯曲方向随机分布,建立了不同参数单层凯威特球面网壳模型,对网壳增量动力分析的最大位移进行了比较。结果表明：当网壳处于弹性状态时,杆件缺陷对其地震响应的影响可以忽略;当网壳进入塑性状态后,杆件缺陷对其地震响应的影响不可忽略,不同杆件初弯曲方向的网壳地震响应离散程度随地震动强度提高基本呈增大趋势;地震动强度较大时,考虑杆件缺陷和结构整体缺陷的单层网壳地震响应和仅考虑整体缺陷的单层网壳地震响应差异较大,两者最大位移的相对大小并无规律性,其关键影响因素为地震作用下塑性杆件分布的离散程度。     

套筒式节点受拉力学性能试验及有限元分析

套筒式节点是基于焊接球节点而提出的一种可装配式空间网格结构节点,通过外伸端螺纹可实现节点反复拆卸。为研究该新型节点的受拉力学性能,对节点外伸端进行拉伸力学性能试验,考察轴心受拉、偏心受拉作用下节点受力特征和破坏机理。利用ANSYS对试件进行有限元分析,得到数值分析结果。结果表明:套筒式节点受力合理,轴拉、偏拉时节点承载力相近,约为等直径、等壁厚圆管的71%;外露螺纹处为节点的薄弱部位,破坏前有明显颈缩,为延性破坏;数值分析结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模型的准确性和可靠性。     

套筒节点受压力学性能

套筒节点是一种新型的装配式空间网格结构节点,其螺纹外伸端为关键受力区域.为了解该节点受压力学性能,首先利用ANSYS对节点进行数值分析模型比选,提出可行的分析模型,研究节点受压性能和应力分布规律;通过试验考察轴心受压、偏心受压作用下节点外伸端受力特征和破坏机理;然后对试件数值模拟结果与试验数据进行对比,验证数值模拟方法的准确性;最后基于数值模拟和试验结果,推导出节点抗压承载力和刚度计算公式.研究表明:套筒节点轴压时承载力约为相同材料等直径、等壁厚圆管的63.2%;当存在较大偏心时,节点偏压承载力约为轴压时的83.9%;轴压试件与偏压试件破坏形式一致,均为螺纹外露段屈曲破坏;数值模拟得到的节点抗压性能与试验结果吻合较好,节点分析模型合理;理论分析得到的节点承载力和刚度计算公式与试验结果吻合较好.套筒节点受力合理可靠,其薄弱部位为螺纹外露段,受压时呈屈曲破坏.     

五层足尺预应力压接装配框架结构抗连续倒塌能力有限元分析

为研究预应力压接装配混凝土框架(PPEFF)体系的抗连续倒塌性能，基于ABAQUS/Standard隐式有限元分析平台，采用多尺度非线性动力分析模型对五层足尺试验模型的顶层角柱、四层边柱和底层角柱失效后的状态分别进行了有限元模拟，并与试验结果进行了对比。在此基础上对拆柱等效冲击加载时间、有无楼板作用和楼面重力荷载代表值大小进行参数分析，分析了相关参数对PPEFF抗连续倒塌性能的影响。研究结果表明：有限元分析结果与试验结果吻合良好；拆柱等效冲击加载时间对结构的稳态位移影响较小，试验采用滑块与双微摩擦面构造的加载方法可行；楼板对结构的抗连续倒塌性能有较大影响，能够降低剩余结构的竖向振动幅度，提高剩余结构的抗连续倒塌性能；楼面重力荷载代表值提升100%的情况下，仅局部混凝土进入塑性，钢筋与预应力筋仍处于弹性工作状态，结构变形较小，PPEFF仍具有良好抗连续倒塌性能。     

可调节误差套筒节点受力性能有限元分析

针对中小跨度单层空间网格结构,提出可调节误差的套筒节点,该节点通过螺纹连接,可重复拆卸与拼装,且能够进行角度误差和长度误差调节,便于安装施工。为研究该类节点的受力性能,基于ANSYS建立节点实体模型,对其进行受拉、受压和受弯有限元分析,考察节点各部件的受力状态和破坏机理。通过参数分析,研究节点焊接球壁厚、接头壁厚、套筒壁厚、内外衬环壁厚和接头间隙等对其承载力的影响规律。研究结果表明：节点薄弱区位于内外衬环连接处;随着焊接球壁厚的增大,节点的受拉、受压及受弯承载力均逐渐增大;接头壁厚增大,节点各项承载力均逐渐增大,但当壁厚增大至接头半径的1/2后,节点承载力基本不变;增大套筒壁厚,节点承载力逐渐增大,但增幅会逐渐减缓;内外衬环最小壁厚对节点的刚度和承载力影响较小;接头间隙的存在对节点的各项承载力和刚度影响较小。