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  • 简介:运用ABAQUS有限元软件建立了模拟酸雨溶液腐蚀后圆钢管混凝土轴压短柱有限元模型,为模拟钢管锈蚀损伤,在钢材和混凝土的本构关系模型中考虑了锈蚀对钢材的弹性模量和屈服强度的影响,有限元计算结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模型的有效性。运用该有限元模型,通过典型算例对锈蚀圆钢管混凝土短柱进行了轴压全过程分析,比较了不同锈蚀率下圆钢管混凝土短柱荷载-轴向位移关系曲线、外钢管承担的荷载-轴向位移关系曲线、核心混凝土承担的荷载-轴向位移关系曲线以及外钢管与核心混凝土之间的相互作用力-位移关系曲线的变化规律。最后对锈蚀圆钢管混凝土轴压短柱进行了参数分析,讨论了含钢率、钢材屈服强度、混凝土强度和锈蚀率等参数对圆钢管混凝土短柱极限承载力的影响,并由此导出了酸雨腐蚀后圆钢管混凝土短柱极限承载力简化计算公式。

  • 标签: ABAQUS 酸雨 圆钢管混凝土 锈蚀率 极限承载力
  • 简介:随着铝合金结构在我国的应用和发展,其高温性能研究不足的问题日益凸显。节点作为整体结构的重要部分,其高温性能至关重要。实际工程中铝合金构件多采用不锈钢螺栓连接。总结了近年来国内外高温下铝合金、不锈钢材料性能研究,以及常温下铝合金构件螺栓连接的承载性能研究,为高温下铝合金构件不锈钢螺栓连接的承载性能研究提供建议。

  • 标签: 铝合金构件 不锈钢螺栓 承压性能 高温性能
  • 简介:近年来,在组合结构中出现了一种新型的结构形式,即由钢筋混凝土柱和钢梁(RCS)组成的框架结构.工程应用实践表明,梁柱采用两种不同的材料可以发挥材料各自的优点,从选材上具有合理性和经济性.作为主要传力部件的RCS节点是RCS框架研究的关键问题.本文较为系统地阐述了RCS节点在国内外的研究及应用情况,并指出了研究中存在的问题.

  • 标签: 组合框架 节点 钢梁 钢筋混凝土柱 压型钢板
  • 简介:简要介绍了十字节点平面外抗弯时的变形机理以及刚度定义,应用大型通用有限元软件ABAQUS对圆管十字相贯节点进行了非线性有限元分析.分别对主管径厚比、支管径厚比和支管与主管的直径比进行单参数分析,研究各自对十字节点平面外抗弯刚度的影响,并综合所有计算结果回归拟合出刚度计算公式.对支管承受压弯作用的十字节点计算分析表明,对于直径比大的节点,压弯作用下较大的轴力会对节点的刚度产生很大的削弱作用.得出了一些有用的结论,对工程应用具有一定的指导意义.

  • 标签: 钢管结构 相贯节点 抗弯刚度 有限元分析
  • 简介:无屈曲波纹钢板剪力墙是一种兼具承载和消能双功能的新型钢板剪力墙,它通过钢板波折的方法来提高自身的面外刚度,避免了普通钢板墙面外刚度小、易屈曲,屈曲约束钢板墙需额外设置面外约束部件的缺点,因此在工程中得到了越来越广泛的应用。根据无屈曲波纹钢板剪力墙的力学性能,在弹性设计阶段提出了等向交叉支撑模型和正交异性平面壳单元模型,在弹塑性验算阶段提出了基于Bouc-Wen模型的水平轴向弹簧模型和基于三线性本构关系的水平剪切板模型。然后,将上述模型与有限元ABAQUS模型进行了对比,验证了上述弹性和弹塑性简化分析模型的准确性。最后,通过设计算例给出了无屈曲波纹钢板剪力墙的设计流程,包括其在弹性设计和弹塑性验算阶段的模拟,以供设计人员参考。

  • 标签: 无屈曲波纹钢板剪力墙 简化模型 弹性设计 弹塑性分析
  • 简介:单层网壳结构是缺陷敏感结构,经截面优化设计的单层网壳结构对初始几何缺陷分布形式更加敏感.在多种缺陷分布形式下,对截面优化后的网壳模型进行双重非线性整体稳定性分析,研究杆件截面取值与缺陷分布、结构极限承载力之间的关系.结果表明:截面优化寻优结果与初始几何缺陷分布有直接关系,增大缺陷较大处杆件截面能显著提高结构承载力;经截面优化设计的网壳仅在其设计初始几何缺陷下稳定承载力满足设计要求,在其他缺陷下承载力均下降明显.本文对这一现象进行了深入的研究,并通过优化"杆件分组"的方式改进了由截面优化设计导致的结构稳定承载能力对缺陷分布的高度敏感性,提高了结构整体稳定承载力的鲁棒性,同时降低了结构的耗钢量.

  • 标签: 网壳结构 初始几何缺陷 截面优化设计 缺陷敏感 极限承载力
  • 简介:研究杆件稳定、初始几何缺陷、几何非线性、材料非线性对某单层球面网壳结构整体稳定性的影响,首;l己对结构进行线性屈曲分析得到屈曲模态和临界荷载,其次采用弧长法对结构进行非线性屈曲全过程分析,同时确定最不利初始几何缺陷分布模态,最后采用Newton—Raphson法对按此最不利缺陷分布的结构进行弹塑性屈曲全过程分析.计算表明:初始几何缺陷按最低阶屈曲模态分布的一致缺陷模态法町能不适用于大跨单层球面网壳结构的稳定性分析;荷载不对称分布对结构的稳定性更为不利;初始几何缺陷和材料非线性对结构稳定性的影响较大.

  • 标签: 单层球面网壳 初始几何缺陷 非线性屈曲
  • 简介:近年来,预应力钢结构在国内外发展迅猛,拉索作为预应力钢结构中的关键构件,其特性对预应力钢结构的成形、受力及整体稳定起着决定性的作用.在分析提出背景和研究必要性的基础上,简述了国内外现有的测量拉索索力的主要方法,并对各种测试方法的特点进行了分析总结,频率法为最常用的索力测试方法;对频率法测索力的原理以及抗弯刚度和边界条件对其影响的研究现状进行了阐述;介绍了拉索抗弯刚度的研究现状,提出了针对拉索抗弯刚度这一频率法中关键因素的研究内容,为进一步研究拉索抗弯刚度以及频率法索力测试技术创造了一定的条件.

  • 标签: 预应力钢结构 索力测试 抗弯刚度 边界条件
  • 简介:施工误差、杆件的初偏差等不可控制因素必然导致网壳结构具有一定的初始缺陷.初始缺陷及其随机性是影响结构稳定和承载力的重要因素.基于标准正交基的随机场展开法为理论基础,通过对随机初始缺陷相关结构的分解将其投影在结构屈曲模态正交基上.算例表明,本方法可以用较少的随机变量描述原随机缺陷场,从而全面高效地寻求初始缺陷的最不利分布形式,保证缺陷敏感性结构具有较高的安全可靠性,适用于大型工程结构的随机缺陷分析.

  • 标签: 网壳结构缺陷 随机场 弧长法 屈曲模态 标准正交基 正交展开
  • 简介:球面网壳可以覆盖没有支柱的大空间,而且造型美观,近年来得到快速发展和广泛应用.在众多网壳型式中,有一种新颖的外铺带肋钢板球面肋环型网壳,在鞍钢、武钢等新型煤气柜工程中作为顶盖广泛使用.该结构特点是轻质、大跨,所以稳定性问题特别突出,必须对其进行稳定性分析.本文基于几何非线性有限元理论,借助弧长法,利用结构分析软件ANSYS,对考虑局部屈曲后强度利用的铺钢板肋环型网壳结构进行全过程计算,绘制了结构的荷载一挠度曲线.通过对荷载一挠度曲线的分析,探讨了结构失稳的原因和屈曲过程,得到了一些有价值的结论.此外,对不同矢跨比及不同截面的铺钢板肋环型网壳进行稳定分析,发现许多有规律的现象.这些结论和发现对工程设计具有一定的指导意义.

  • 标签: 网壳 钢板 稳定性 屈曲 极限荷载 几何非线性
  • 简介:运用非线性有限元理论,以东南大学九龙湖校区体育馆异形钢柱支撑的轮辐式张弦梁结构为对象,分析了异形钢柱对轮辐式张弦梁结构模态特征及内力和变形的影响.同时对异形钢柱支撑轮辐式张弦梁结构的两种索张拉施工过程进行了模拟对比分析.分析结果表明:前三阶振型中异形柱与整体有同方向的变形,第四到第六振型主要以异形柱钢架局部的对称平动为主;异形钢柱对轮辐式张弦梁结构的内力影响不大,对位移的影响较大;一次张拉比分批张拉简化了张拉程序,一次张拉时结构的最大位移比分批张拉小,但各索的实际拉力偏大.

  • 标签: 张弦梁 异形钢柱 模态特征 施工仿真分析
  • 简介:采用变换荷载路径法,对某大跨度双层球面网壳结构进行双重非线性屈曲及强度分析,研究其抗连续倒塌性能,并根据失稳及强度破坏准则探讨大跨度双层球面网壳结构连续倒塌的失效机理.研究表明,双层球面网壳结构冗余度较高,在使用荷载作用下结构8个节点的严重局部破坏都未引发其连续倒塌,本文中的双层网壳结构直到受到3倍左右使用荷载时才发生连续倒塌破坏;通过不断加大结构所受荷载幅值,发现没有局部破坏的完整大跨度双层球面网壳结构最终倒塌时发生失稳破坏,遭到轻微局部破坏的结构最终倒塌时是失稳和强度破坏的共同作用,遭受严重局部破坏的结构最终倒塌时发生强度破坏.

  • 标签: 双层球面网壳 连续倒塌 失效机理 变换荷载路径法 失稳破坏 强度破坏
  • 简介:不考虑交叉项的二次超曲面的响应面方法常用于工程结构的可靠性分析中,但在数学上无法证明该响应面构筑是否真实.本文通过对单层球面网壳在竖向简谐荷载下可靠指标的分析,发现了给定失效指标和结构位移响应之间的关系,获得了是否需要考虑交叉项进行可靠性分析的量化指标.

  • 标签: 响应面法 交叉项 单层球面网壳 简谐荷载
  • 简介:为了解决废玻璃的回收利用问题,研究将废玻璃直接应用到钢管混凝土构件中的可行性。首先对15根实心圆钢管玻璃混凝土短柱进行轴压试验,得出荷载-位移曲线和应力-应变关系。结果表明,玻璃混凝土中碱-硅酸膨胀反应对于钢管混凝土的承载能力的提高具有显著作用。然后根据试验结果,回归出修正的钢管玻璃混凝土轴压承载力统一理论修正公式。最后通过有限元模拟,玻璃混凝土采用增强系数法修正的E.Hognestad本构关系模型,模拟结果与试验结果吻合较好。试验、理论以及有限元结果证明,废玻璃应用到实心钢管混凝土中是可行的。

  • 标签: 废玻璃 钢管混凝土 轴压试验 统一理论 有限元分析
  • 简介:钢框架梁柱T型钢连接是一种采用T型钢通过高强螺栓连接的节点连接,这种连接安装简单、造价经济,而且其刚度相对较大,承载力较大,延性较好,分析和研究T型钢连接的受力机理并提出简化滞回模型,具有重要的理论和工程意义。本文用ANSYS对T型钢连接进行滞回性能的分析,在考虑材料、几何和状态非线性的基础上,系统分析了T型钢的尺寸,柱的尺寸,梁的尺寸,螺栓的级别、直径、竖向问距、预拉力,构件材料,连接抗滑移系数,轴压比等参数对连接滞回性能的影响;有限元分析表明:T型钢的尺寸、是否设柱加劲肋、T型钢翼缘上螺栓的竖向间距对连接的滞回性能影响比较大;并在非线性有限元分析结果的基础上,提出了T型钢连接的弯矩一转角关系式和得到简化滞回模型的方法。

  • 标签: T型钢连接 循环荷载 滞回性能 抗震设计 有限元
  • 简介:通过对几种不同长细比铝合金圆管形轴心压杆的稳定试验,计算得出了铝合金轴心压杆的稳定系数,并与几种公式的计算结果对比,得出可用于我国铝合金轴心压杆设计的稳定系数计算公式。

  • 标签: 轴心压杆 稳定系数 长细比 计算结果 圆管 试验研究
  • 简介:通过试验和理论对空、实心钢管再生混凝土柱的极限承载力做了研究研究表明,实心钢管再生混凝土短柱可以采用实心钢管普通混凝土短柱的极限承载力计算公式。空心钢管再生混凝土长柱的承载力与再生混凝土弹性模量有关。火灾试验表明,钢管再生混凝土长柱的耐火性能要优于钢管普通混凝土,根据试验提出了钢管再生混凝土柱耐火时间的计算公式。

  • 标签: 钢管再生混凝土 承载力 抗火性能 计算公式
  • 简介:平面K型节点是钢管结构节点主要形式之一.本文对平面K型圆钢管搭接节点在静力荷载和冲击荷载作用下的弹塑性响应和极限承载力进行了非线性有限元分析.首次得到相贯节点的动力极限承载力,发现节点的动力极限承载力一般小于静力极限承载力.K型圆钢管搭接节点在静、动荷载作用下弹塑性力学特性有较大的区别,节点动力破坏主要发生在节点相贯处,规范计算公式给出的节点静力极限承载力是偏于保守的.本文所得计算结果和结论对实际工程有一定的应用价值.

  • 标签: K型搭接节点 钢管结构 冲击荷载 动态极限承载力
  • 简介:近年来装配式建筑在我国得到了大力推广,其应用越来越广泛。针对预制混凝土梁和型钢混凝土柱的装配式结构体系,提出了一种新型节点:在预制混凝土梁的端部预埋一定长度槽钢,然后通过高强度螺栓与型钢混凝土柱连接。采用ABAQUS有限元软件建立数值模型,研究了槽钢预埋长度、预埋偏心、端部加密箍筋和梁跨中空腔等因素对节点承载力的影响。数值分析结果表明,槽钢预埋长度在100~300mm范围内对承载力影响不是很明显;端部箍筋加密能提高节点的承载力;当槽钢形心轴偏离梁截面形心轴时,因梁受到额外扭转作用而导致承载力下降;梁跨中空腔有利于减小构件自重,但对节点的承载力影响不大。

  • 标签: 装配式结构 预制混凝土梁 型钢混凝土柱 梁端节点 预埋槽钢