简介:1994年北岭地震和1995年阪神地震后,大量钢结构梁柱节点发生了脆性破坏,采取构造措施使塑性铰外移从而保护梁端焊缝成为震后改进钢框架梁柱节点的主要思想。将加强型和削弱型两种方式相结合,采用钢框架梁柱加强与削弱并用节点,对其中2类3种钢框架梁端加强与翼缘削弱梁柱节点进行了大比例尺试验和有限元分析。研究结果表明,3种钢框架梁端加强与翼缘削弱梁柱节点均实现了塑性铰外移,保护了梁端焊缝,具有良好的塑性转动能力和耗能能力。研究成果为该2类节点用于工程实际提供了参考。
简介:首先回顾了筒仓抗震性能的研究进展,主要从有效质量系数和散料与筒仓壁动力相互作用两方面进行阐述.同时,基于Silvestri等人提出的理论模型,建立了合理的三维钢筒仓数值模型来模拟动力激励下散料与结构的相互作用效应.本模型的主要特点是将仓内散料分成内、外两部分:内部的每层散料重力完全由其下一层散料承担,而外部散料重力则完全通过摩擦力由仓壁承担.筒仓壁与外部散料之间的几何协调通过接触对实现,内部散料与外部散料间的协调则通过接触面处的节点径向自由度耦合实现.利用该数值模型进行了钢筒仓自振特性的参数分析,讨论了散料质量、弹性模量以及接触单元初始接触刚度等因素对自振特性的影响.
简介:以某铝冶炼厂上料仓为研究对象,分析了导致某铝冶厂3#、4#料仓倾斜的原因,提出了用共同作用分析方法研究顶升纠偏的思路.依据结构协同作用的有限元分析原理,模拟了由于不同顶升方法产生不同工况下结构内力分布情况,对该工程的纠偏加固方案进行了全面分析,提出了在整个托换施工、断柱、接柱恢复过程中,以任意一构件达到设计承载力作为纠偏工程的极限状态.分析了顶升过程中托换梁的刚度对上部结构的影响,对托换梁进行了优化设计.同时研究了纠偏过程中,相邻柱的允许差异顶升量、顶升速度、各重点监测范围.通过分析研究给出了一套合理的现场顶升纠偏加固技术方案,实践表明效果良好,对今后建筑物纠偏加固提供了一种行之有效和切实可行的方法.
简介:用BEAM188梁单元和SHELL181壳单元建立了两种可考虑荷载作用位置的有限元模型,相互验证了模型的正确性.通过对两种荷载模式下U形截面无铰和两铰圆弧拱计算结果的比较,研究了支座类型、荷载模式和矢跨比对钢拱平面外屈曲的影响.对于理想的支座约束,发现径向均布荷载作用下两铰拱平面外屈曲荷载与无铰拱相同,竖向均布荷载作用下两铰拱平面外屈曲荷载在较大矢跨比时明显高于无铰拱;由于两铰与无铰拱的支座构造不同,满足什么条件平面外约束可按无铰对待有待研究.通过对加缀板与加隔板U形截面两铰圆弧拱平面外屈曲荷载的比较,发现加缀板形成间断闭合截面对屈曲荷载提高更显著,且用料少、施工简单.
简介:节点刚度对单层网壳结构的变形与稳定性能影响显著.本文提出一种相贯节点刚度的计算方法,通过梁元模型与壳元模型之间的对比,可以较为准确地模拟相贯节点的轴向刚度以及面内与面外抗弯刚度.对T型、Y型、X型、K型等多种相贯节点的变形性能、弹簧刚度及其影响因素进行了深入分析,研究了支管杆端变形与主管径厚比的关系,探讨了梁元模型对单层网壳结构的适用条件.为了验证该计算方法的正确性,分别采用梁元-弹簧模型与多尺度分析模型,对单层柱面网壳结构的变形性能与屈曲特征值进行了分析,结果表明两种模型具有较好的一致性.最后,给出了在单层柱面网壳结构设计时,考虑相贯节点刚度的相关建议.
简介:空间网壳结构自重轻、跨度大,因而风荷载对结构常起到主要甚至控制作用.铝合金作为新兴的金属材料,其弹性模量和密度均大约为钢材的1/3,与钢网壳结构相比,铝合金网壳结构对于风荷载更为敏感.本文通过谐波叠加法分别得到网壳结构各个节点的具有Davenport谱和Panofsky谱功率特征的水平和竖向风速时程,并将风速时程转化为风压时程,按照荷载规范计算得到的风压系数,对铝合金网壳结构进行时程响应分析,得到结构各处的风振响应,并采用节点位移风振系数、支座反力风振系数及杆件内力风振系数来衡量结构的风振特性.此外,与相同跨度的钢网壳结构进行了风振系数的对比.
简介:关键单元指其破坏将导致结构整体倒塌的单元,确定关键单元是结构设计及维护中的重要问题.为了寻找杆系结构中的关键单元,采用摄动理论中整体刚度矩阵的相对条件数衡量结构的整体性;定义杆件局部范同,并采用局部应变能大小考察单根杆件初始破坏对整体结构倒塌的中间传递.算例分析表明,整体和局部判定方法的结果基本相符,但用整体判断方法,一些杆件对整体倒塌并不重要,而局部应变能判断方法,这些杆件将可能传递倒塌.整体刚度矩阵相对条件数的整体判定方法,可能出现关键单元的伪判定,解决途径是将初始破坏从单一杆件扩展到结构组成模块.网架结构算例表明,模块越接近支座,其重要性越高,边部模块比中间模块更加重要.
简介:高阶振型对结构振动反应影响的大小与结构的类型直接相关,现有研究对象主要为高层建筑或大跨度桥梁,而针对大跨度空间结构高阶反应的研究,特别是基于振型贡献系数研究高阶反应相关参数的规律变化,目前还很少.本文以刚性大跨度单层扁网壳结构为研究对象,分析比较反应大小不同的振型贡献系数及其累积趋势变化.提出结构特征点刚度比参数p的概念,并同时采用结构矢跨比厂和特征点刚度比p两个参数表征单层网壳的刚度特性,研究不同厂和p对高阶振型贡献系数的影响;采用典型硬土场地地面运动的加速度设计谱表征地震激励,对比分析不同P和厂对高阶振型加速度谱坐标的影响.基于振型贡献系数和加速度反应的变化规律比较结果,总结出单层扁网壳振型反应的分布特征和显著程度,提出了判断单层网壳结构振型反应绝对贡献大小以及高阶振型在弹性地震设计反应谱上的卓越周期区域的方法.本文关于高阶振型反应规律的研究成果,也适用于其他类型刚性空间结构的地震反应分析.
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.