具有初始弯曲的框架结构EFG法分析

以具有初始弯曲框架结构为研究对象,在非线性连续介质力学有限形变理论的基础上,通过最小二乘法,采用无网格伽辽金法推导出具有初始弯曲梁柱非线性刚度矩阵,建立了相应的EFG法离散化系统方程,采用实际算例,将本文分析结果与有限元分析结果进行了对比,验证了本文方法的实用性和可靠性.     

转动矩阵在弯扭屈曲和几何非线性分析中的研究

薄壁钢梁在利用有限单元模型进行弯扭屈曲分析和三维非线性分析中,都可以通过转动矩阵来得到位移-应变的非线性关系,因此转动矩阵的精度决定了应变的准确性.在弯扭屈曲中,利用小转动理论可以得到较新势能方程,但分析的结果会高于实际值,而大转动理论可得到传统势能方程,会更接近实际值.在几何非线性分析中,由小转动理论得到的几何刚度矩阵,当结构发生空间有限转动时,边角结点弯矩会产生不平衡的附加力矩,导致结点不能保持平衡和转动连续性,需要对相应的连带力矩矩阵进行修正.而由大转动理论得到的几何刚度矩阵能保持结点平衡和转动连续性,但该单元不能通过刚体检验.     

拼装式活动房在风荷载作用下的试验研究

对拼装式活动房在风荷载作用下的承载力及变形性能进行了试验研究.分别对活动房框架与活动房整体进行风荷载试验,对比两者在相同风荷载作用下的承载力与变形,证明了活动房整体在风荷载作用下具有一定的蒙皮效应.最后.通过对活动房整体进一步加载,确定了活动房所能承受的最大风荷载及最不利承载位置.     

大跨度复杂钢结构施工力学模拟的研究与应用

随着我国经济的发展,大跨度空间钢结构的形式也日趋复杂,施工过程对结构的影响不能忽略.结构施工过程中的力学问题属于施工力学的范畴,是耦合了时间与空间的四维分析.采用施工力学方法对三个大跨度复杂钢结构工程进行施工过程跟踪模拟分析,同时将有限元计算结果同实际监测结果进行对比.研究表明:进行施工过程模拟分析不仅可以优化施工方案,而且可以保证施工过程中结构的安全并使成型结构的内力和变形满足设计要求.在此基础上,给出一些关于大跨度复杂钢结构施工的建议和意见,为施工力学学科的研究和发展提供了参考.     

渐硬恢复力型Duffing方程的精确解法

针对非线性振动分析中常见的渐硬恢复力型Duffing方程,首先建立了满足方程及初始条件的算子,运用相应的不动点理论,证明该算子在连续函数空间上有唯一不动点并可用迭代法求出.然后给出了该方程的精确解答及其迭代格式,并给出了对应的程序计算流程图.文末给出了该方法与Lindstedt-Poincaré(L-P)法计算结果.结果表明,该解答的不仅是正确的,而且迭代格式非常简洁,便于编程求解.此外,该方法可以应用于其他非线性系统Duffing方程的求解.     

钢框架梁柱焊接连接的半刚性及其对结构自振频率影响的研究

先从梁柱节点受弯变形的机理入手,推导出钢框架梁柱焊接连接节点的初始刚度计算公式.通过对5组共25个梁柱焊接节点的初始刚度公式计算结果与有限元计算结果的比较,发现该计算公式与有限元结果吻合较好.然后通过通用有限元软件ABAQUS分析随结构层数、跨数变化时节点半刚性对框架结构自振频率的影响规律,由此建立焊接连接简化为刚性连接的条件.     

基于节点刚度的钢框架梁柱子结构抗倒塌性能试验研究

以钢框架中3种不同连接节点形式（栓焊连接、顶底角钢腹板双角钢连接和腹板双角钢连接）的两跨三柱型梁柱子结构为研究对象,通过对中柱施加静力荷载的大变形试验考察梁柱子结构在中柱失效连续倒塌条件下的破坏模式、力学形态和抗倒塌机理。结果表明：栓焊连接试件因梁柱节点处梁端受拉翼缘发生断裂而失效;顶底角钢腹板双角钢连接试件为梁柱相连的受拉角钢在螺栓孔处发生断裂,且因梁端腹板螺栓孔发生承压破坏而失效;腹板双角钢连接试件因腹板两侧角钢在螺栓孔处断裂而破坏。梁柱节点刚度对结构的抗倒塌性能影响较大,腹板双角钢连接试件主要通过悬链线机制提供抗力;而其他两类试件在加载前期主要通过梁机制提供抗力,进而转变由悬链线机制来抵抗外部荷载。其中,顶底角钢腹板双角钢连接试件在后期更能充分发展梁端节点转角和梁截面轴力,表现出更为富余的抗倒塌能力储备。     

绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用

发展钢结构建筑,可化解钢铁产业过剩产能,推进建筑绿色化、工业化、信息化。在国家政策推动下,我国装配式钢结构建筑从1.0时代快速迈向2.0时代,发展了以传统钢结构形式为基础的改进型建筑体系,模块化新型建筑体系和工业化住宅建筑体系。新形势下,预制混凝土构件解决了钢结构的传统难题,不同墙体交叉应用发展了新型围护系统,信息化技术促进了建筑业跨越式发展。全装配钢框架和盒子型模块化装配体系是新型低、多层模块化建筑体系,其采用“建筑元器件”的设计概念,以结构构件或建筑功能单元为基本元件组合而成,具有构件装配化、围护一体化、生产工厂化等特点。新型MCFTS（Multi-core Concrete Filled Steel Tube System）高层钢结构体系适用于住宅建筑和公共建筑,该体系分为组合多腔钢管混凝土框架-支撑住宅体系和组合多腔钢板墙核心筒-钢管混凝土框架公共建筑体系。MCFTS体系以组合多腔扁柱和双侧板连接节点为技术核心。研究结果表明,该体系具有优良的抗震性能和可修复性能。     

H型截面钢梁约束扭转的简化计算

钢梁在外扭矩以及梁端约束的作用下,会产生翘曲正应力以及剪应力,传统上利用扇性坐标及双力矩法计算,计算过程很繁琐。许多工程师在设计中对钢梁扭转作用的处理带有一定的盲目性。根据约束扭转的受力及变形特点,以变形协调为基础提出一种新的计算钢梁约束扭转的简化计算方法,该方法可很好的计算钢梁在外扭矩作用下的受力情况。算例计算结果表明,该方法具有很好的精度和准确性,可供工程设计应用。     

钢板剪力墙边缘构件的计算方法研究

基于钢框架-钢板剪力墙的理想破坏机制,根据梁、柱塑性铰位置,推导了钢板剪力墙边缘构件的计算公式,给出了钢板剪力墙、梁和柱之间的强度关系。设计了一榀单跨五层钢框架-钢板剪力墙全尺寸分析模型,采用大型通用非线性有限元软件ABAQUS 6.10对其进行了非线性数值分析。结果表明：顶梁能为单侧拉力场提供足够的抗弯承载力,防止顶梁跨中形成塑性铰;各层钢板剪力墙承担的侧向荷载基本相同。表明按上述计算公式确定的边缘构件能够为钢板剪力墙提供足够的锚固强度,有效控制受压柱的塑性铰位置,防止柱中部形成塑性铰,使钢框架-钢板剪力墙实现理想的破坏机制,即“弱板强框架,强柱弱梁”,达到双重抗震设防的目的。