加劲板对钢空腹夹层板剪力键节点静力特性影响分析

剪力键节点域是保证钢空腹夹层板空间协同工作的关键节点。为研究加劲板对剪力键节点域静力特性的影响,基于通用有限元分析软件,建立4组考虑材料非线性的节点域平面受剪状态数值模型。分析了设置加劲板对节点域受力及变形状态的影响,并选取加劲板宽度、方钢管厚度、剪力键高度作为变量进行参数化分析。分析结果表明,加劲板可以有效降低节点域方钢管的应力,保证节点域整体变形的特性,避免出现反弯点。根据不同因素的影响程度,发现加劲板的宽度对节点域的静力性能影响最大,提出了加劲板设置的合理尺寸范围的建议值,分析结论可为类似工程应用提供参考。     

加劲板对方管剪力键静力性能的影响

方管剪力键与H形钢肋的连接构造是组合空腹夹层板中一种新的构件连接形式。为研究方管剪力键与H形钢肋连接区域的受力性能,制作两个足尺剪力键试件开展对比试验研究,在试验基础上进一步做了有限元模拟分析。试验表明:在方管剪力键侧壁设置加劲板,能使整个剪力键受力具有明显的弹塑性受力特点;加劲板能明显缓解构件连接区域的应力集中现象,且加劲板对构件抗侧刚度具有较大的贡献。数值分析进一步表明,加劲板的宽度和厚度均对整个剪力键应力分布和抗侧刚度具有显著的影响,而改变宽度,影响效果更为显著。     

钢空腹夹层板剪力键节点域力学特性对比分析

空腹夹层板是一种新型装配式屋盖(楼盖)结构形式,造型美观节约层高且具有良好的空间协同工作特性。剪力键是空腹夹层板形成空间协同工作体系的关键节点。为研究由圆形钢管(CHS)、矩形钢管(RHS)和菱形钢管(DHS)组成的三种类型剪力键节点域在水平荷载作用下的应力分布规律和刚度变化特征,建立了节点域数值模型进行参数化分析,综合考虑了加劲板宽度(bs)和方钢管厚度(t0)的变化,得出了各参数对各节点应力分布规律和刚度特性的影响程度。研究结果表明:加劲板宽度和钢管厚度的变化对三种类型节点的强度和刚度均有不同程度影响。其中,采用增大加劲板宽度的措施对于圆钢管和矩形钢管节点的受力性能提升较菱形节点更为有效。未设置加劲板或者加劲板宽度较小的情况下,由于菱形节点具有更合理的几何形态,因此菱形钢管节点局部受拉、压性能以及抗弯刚度等性能优于圆形钢管和矩形钢管节点。研究结论可为不同类型结构工程应用提供参考。     

不同边界条件剪力键式空腹夹层板固有频率的计算

作为楼盖结构的剪力键式空腹夹层板在工程中有不同的边界条件,本文导出周边固定和两对边固定、两对边简支两种边界条件的剪力键式空腹夹层板横向自由振动的固有频率计算公式.将剪力键式空腹夹层板中的上、下肋及剪力键组成的刚架用相应的等效梁代替,因此计算模型为板和交叉梁系所组成的整体结构.应用能量法计算其横向振动的固有频率,先计算交叉梁系和板的最大位能及交叉梁系、板和剪力键的最大动能,然后由能量函数残数最小条件导出相应边界条件的剪力键式空腹夹层板固有频率的计算公式.如果令剪力键质量等于零,应用本文公式也可计算相应边界条件的带肋板类型的各种其它工程结构的固有频率.     

剪力键式空腹夹层板静力计算的解析法

将剪力键式空腹夹层板看成板和等效交叉梁系组成的整体结构，利用弹性力学方法求出它的弯曲挠度的解析式，继而可求得板、肋和剪力键的内力。将有关数据代入本文公式即可求得该结构的挠度，给工程设计人员提供了方便     

剪力键式空腹夹层板动力响应的研究

利用能量法求出了剪力键点空腹夹层板这种新型空间结构的固有频率及相应的型．所推导的方法及其结果也可直接运用于交叉梁系平板网架结构和钢筋混凝土空腹网架结构的固有频率的计算。     

空腹夹层板有限元分析的两种模型

根据空腹夹层板的构造特点 ,提出了空腹夹层板有限元分析的两种计算模型。其一为板壳元、块体元模型 ,其二为板壳元、剪切元及梁元模型。结合一实际工程算例 ,对这两种计算模型作了分析对比 ,得到了一些有价值的结论     

空腹网架及空腹夹层板的折算剪切刚度

根据结构等效原则推导出空腹网架拟交叉梁系法中折算剪切刚度的计算公式.该式考虑了面板的作用和上、下弦层构件不对称的影响,扩大了空腹网架拟交叉梁系法的适用范围.还提供了一个空腹夹层板的折算剪切刚度计算式,除考虑上述因素外,还计及了剪力键的剪切变形影响,不仅适用于空腹夹层板的I型板,还适用于Ⅱ型板.分析表明,公式均具有较好的精度.     

空腹夹层板结构体系在工程上的应用

空腹夹层板结构体系作为一种新型建筑结构体系,能够有效地降低结构自重,减少用钢量,并在装修时无需设吊顶,尤其在大面积楼盖施工过程中,采用大面积塑料模壳定型模板,可有效的降低施工成本,是值得推广的一种新型建筑结构体系。     

不同边界空腹夹层板在纵横载荷作用下的挠度

针对建筑工程中作为楼盖的剪力键式空腹夹层板具有不同边界条件的现状,以对边固定、对边简支为例,说明不同边界条件的剪力键式空腹夹层板在纵横荷载共同作用下的挠度计算方法,指出其他各种边界条件的挠度计算公式可按该文思路导出。     

剪力键式T型钢空腹梁挠度实用计算方法

基于费氏空腹桁架理论,建立剪力键式T钢空腹梁在不同边界条件及荷载模式下的竖向挠度简化计算公式,并通过精细化有限元方法验证其精度.根据简化计算方法,分析不同跨高比、空腹率、网格尺寸对弯曲挠度、剪切挠度、肋局部弯曲挠度在总挠度中占比的影响规律,提出挠度系数的回归方程.分析表明:简化计算方法具有较高的计算精度,结构参数对总体弯曲挠度、肋局部弯曲挠度在总体挠度中的占比影响较大,挠度系数取值范围较广.     

加劲肋截面对加劲板力学性能的影响

加劲肋截面形式对加劲板的力学性能有重要影响。文中以某工程中承受平面外均布荷载的加劲板为研究对象,采用有限元方法,分别研究了不同加劲板母板厚度、不同加劲肋截面惯性矩对加劲板力学性能的影响。结果表明:采用角钢加劲肋提高加劲板抗弯性能是最有效的,等边角钢加劲肋较不等边角钢加劲肋能更好地的提高加劲板的抗弯性能,工字钢和槽钢加劲肋改善加劲板抗弯性能的能力是相近的。     

钢筋混凝土空腹夹层板的基本频率研究

利用APDL参数化建模,对1 500个正交正放钢筋混凝土空腹夹层板模型进行模态分析。分析空腹夹层板的平面长宽比、跨度、空腹率、柱截面、层高等模型参数对其基频的影响规律。针对主要影响参数,采用多参数回归分析,得到基频的简化计算式。对回归方程的显著性检验表明,回归式吻合程度较好。最后以潍坊体育学校排球训练馆为工程算例,进一步验证该式的适用性。     

剪力键式空腹钢梁的肋杆设计方法

剪力键式空腹钢梁是钢空腹夹层板的基本受力构件.基于叠加原理和空腹桁架理论,提出了剪力键式空腹钢梁的肋杆设计方法.为了考虑钢梁腹板开孔四角应力集中引起的应力不均匀分布,以空腹率和加劲板宽度为参数,分析了剪力键式空腹钢梁肋杆控制截面应力的变化规律.通过比较剪力键式空腹钢梁的肋杆应力公式计算结果和数值模拟结果,分别给出了肋杆控制截面翼缘正应力的估值区间和腹板折算应力修正系数的估值区间.数据分析表明,本文提出的设计公式与数值计算结果在统计意义上具有一致性.本文方法可为空腹钢梁的肋杆设计提供参考.     

影响空腹夹层板起拱后内力的因素分析

为分析影响空腹夹层板起拱后内力的因素,采用有限元软件建立了若干模型,模型包括了钢筋混凝土空腹夹层板的常用跨度,并对可能影响起拱后内力的因数如构件所在层、活载、地震烈度、起拱高度、结构跨度等逐一分析。研究表明:活载、地震烈度几乎不影响起拱后结构内力;起拱高度越大,构件起拱后内力变化越明显;起拱高度越大,边梁水平剪力、绕水平轴弯矩受构件所在层影响明显;起拱后薄板顶面和底面拉应力有效减少。     

U形钢板组合下肋空腹夹层板受力性能研究

采用8节点弹性块体有限元方法计算了一建筑平面为12m×12m的U形钢板组合下肋空腹夹层板楼盖结构,分析其在竖向荷载作用下的变形和内力特点,讨论了U形钢板组合下肋空腹夹层板的承载力设计问题,研究结论对类似工程的设计具有参考价值.     

组合空腹夹层板的简化计算方法研究

组合式空腹板是一种新型的组合结构,可用于大柱网、大跨度的多层建筑.与传统结构相比,它具有自重小、跨度大、结构高度小、施工速度快等优点,因此它具有很广阔的应用前景.文章讨论组合空腹夹层板的简化计算方法,并将简化计算结果与有限元分析结果进行对比分析,分析结果表明该组合空腹板简化计算方法在实际工程运用中具有可行性.