薄膜结构分析中的褶皱判别准则及其分析方法

由于膜材不能抗压,在薄膜结构受力分析中膜材有纯拉、单向褶皱和双向褶皱3种状态.当膜材处于褶皱状态时,其受力性能与纯拉状态有很大的差异,在分析中应予以区别,故对膜材3种受力状态的界定成为必要.本文对目前常用的判别柔性材料受力状态的3种准则进行了详细论述,分别讨论了各自的原理及存在的问题,得出主应变准则只能适用于各向同性膜材,主应力-主应变准则对各向同性和正交异性膜材均能适用.并给出了膜材产生褶皱后的处理方法.     

建筑结构非定常绕流风场的数值模拟方法

给出了一种适用于计算建筑结构非定常绕流风场的大涡数值模拟算法.该算法基于有限差分法,采用曲线坐标结构网格,能精确描述形状复杂的物面边界,为下一步准确模拟含有因结构受风变形所致运动边界的绕流场奠定了基础.该算法采用投影法解耦纳维-斯托克斯方程中的压力和速度,对非定常流场的时间步进采用二阶Adams-Bashforth方法.采用同位网格以减少计算所需内存,为了平抑同位网格下中心差分格式导致的固有压力波动现象,计算对流速度时采用Rhie-Chow动量插值方法,利用编制的曲线坐标系下大涡模拟数值计算程序,对德州理工大学(TTU)建筑足尺模型绕流风场进行了模拟,所得结果与现场实测和风洞试验结果进行了比较.结果表明,本文算法是建筑结构非定常绕流风场数值模拟的有效方法.     

纯弯状态下等、变截面H型钢梁的相关屈曲对比分析

以有限元分析软件ANSYS为工作平台,基于双重非线性板壳有限元分析方法,对轻型门式刚架结构 中的等、变截面H型钢梁的相关屈曲性能进行了深入对比研究,重点考察了纯弯状态下梁腹板的局部屈曲 对其整体性能的影响．     

膜结构风致响应的分区耦合算法

采用完全隐式的分区耦合的方式,将用于计算流体流动和结构变形的软件结合起来.其中,结构和流场的几何模型分别通过有限元软件ANSYS和CFD软件建立.对流体域的模拟采用有限体积法,计算三维的、不可压缩的、湍动流动;对结构域的模拟采用有限元法,并且考虑了薄膜结构几何非线性.在每一时间步内对结构场、流体场依次求解,通过把前一个物理场的计算结果作为外荷载施加于后一个物理场来实现两个场的耦合.最后对一鞍形膜结构进行了风致响应计算,验证了这种耦合算法的可行性.     

梁腹板开圆孔节点的分析模型

在距柱表面一定距离的梁腹板上开设一定大小的孔洞是改善钢框架结构抗震性能的一种有效手段,文中结合试验结果提出了梁腹板开圆孔节点的分析模型.为了能够在结构的弹塑性分析中考虑梁腹板开圆孔节点的影响,除在梁端、柱端设置塑性铰外,还应在腹板孔削弱处增设塑性铰.新增塑性铰位于腹板削弱区域最危险截面处,其弯矩-转角关系与普通实腹式钢梁一致,仅屈服点存在一定的差异.利用该模型对梁腹板开圆孔节点的拟静力试验及含梁腹板开圆孔的钢框架抗震性能试验进行了模拟,其结果能满足工程要求.     

数值模拟引导的低矮建筑风压系数规范比较研究

采用基于RANS的SST(Shear Stress Transport)k-ω湍流模型对不同屋面坡角下双坡屋顶低矮建筑的表面风压及周围定常风场进行数值模拟,深入分析了坡角对结构周围流场及其表面风压的影响.在理解建筑周围流场结构的基础上,对中美澳3国风荷载规范中关于封闭式双坡屋顶低矮建筑主体结构的相关规定做了详细比较.结果表明,采用SSTk-ω模型结合适当的边界条件,可较准确地预测结构表面平均风压系数及周围定常流场;分析建筑周围流场结构有助于理解并对比分析规范中的相应规定.通过规范比较可知,中国规范相对简单,美澳规范则较为详细的考虑了屋面坡角、建筑长宽比、气流分离及再附着等因素对风压系数的影响.最后,结合数值模拟的结论,给出中国规范相应规定的细化建议.     

空间薄壁截面梁的双重非线性有限元模型

本文根据Bernoulli-Euler梁理论和Vlasov薄壁杆件理论,通过设置单元内部节点并对弯曲转角和翘曲角采取独立插值的方法,建立了可考虑剪切变形及其耦合、弯扭耦合和二次剪应力影响的空间薄壁截面梁双重非线性有限元模型.以TL格式描述几何非线性应变,并推得几何刚度矩阵.同时考虑了材料非线性,假定材料为理想弹塑性体,符合Von Mises屈服准则和Prandtle-Reuss增量关系,采用有限分割的方法,由数值积分得到空间薄壁截面梁的弹塑性刚度矩阵.算例表明本文所建模型具有良好的精度,适用于空间薄壁结构的有限元分析.     

地震作用下相邻结构的防震缝宽度确定方法

目前中国现行抗震设计规范中所规定的防震缝宽度取值一般较小,且缺乏理论依据,不能有效防止地震作用下相邻建筑之间发生碰撞,为此对相邻结构在地震作用下的最大相对位移进行研究。分别讨论周期比、高度比等因素的影响作用,在此基础上给出两单自由度体系最大相对位移的计算方法,并进而确定相邻结构的防震缝宽度。结果表明:任意高度比的相邻单自由度体系最大相对位移可由高度比为1和0两种情况求得;所提出的防震缝宽度确定方法的计算结果与时程分析结果较为接近,说明所提方法较为准确,可以用于相邻结构防震缝宽度的设计。     

马脊梁矿11#层中厚煤层综采工作面冒顶事故的机理分析

介绍了马脊梁矿11#层中厚煤层综采工作面概况，简要分析该工作面冒顶事故的原因和具体生产中防止冒顶事故的顶板控制。