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  • 简介:对于带地下室的高层及超高层结构,如何确定结构的嵌固端位置和考虑地基回填土的侧向约束作用是结构设计人员应关注的重要问题。本文首先提出了带地下室高层结构的力学模型,然后根据经典的弹性理论推导了结构的侧移及内力计算公式,并利用该公式分析了地基回填土约束作用与地下室高度对地下室底板反力M(0)和Q(0)、地下室顶板处位移y(h)以及结构顶点位移y(H)的影响。本文提出的公式以严密理论为基础,其计算结果可靠,可供科研人员和设计人员参考和应用。

  • 标签: 地下室 嵌固端 回填土 力学模型 弹性理论 计算公式
  • 简介:本文对超大跨度的二层及三层筒壳进行了系统的分析研究,为筒壳在大跨度空间结构中的应用提供了理论依据,文中还引入了“超杆”理论,解决了超大跨度筒壳的大内力问题。

  • 标签: 超大跨度 大跨度空间结构 内力 分析研究
  • 简介:流固耦合(Fluid-StructureInteraction,FSI)是目前很多领域研究的热点和难点之一.与国外相比,国内在该方面的研究相对滞后或片面.本文对FSI研究现状和意义、传统风工程理论方法、流体力学基本理论、流体力学有限元、FSI理论和分析方法等内容作了介绍,探讨了耦合界面条件、边界追踪、网格更新以及大型非线性方程求解等问题,特别对强耦合和弱耦合算法作了理论上的探讨和区分.本文可为流固耦合理论数值模拟提供理论方法的指导.

  • 标签: 流固耦合 强耦合 弱耦合 边界条件 ALE法
  • 简介:基于前文对空心普通和再生钢管混凝土柱抗震性能的试验和有限元分析,对空心普通和再生钢管混凝土压弯构件的抗震性能进行了理论研究。首先,运用瑞利利兹法和极限平衡理论方法对压弯构件在单调荷载作用下的荷载一位移曲线进行了全过程分析。结合有限元参数分析结果,提出了空心普通和再生钢管混凝土压弯构件骨架曲线理论模型和位移延性系数简化计算公式,可为空心钢管混凝土结构工程实践和相关规程的修订提供理论参考。

  • 标签: 钢管混凝土压弯构件 骨架曲线模型 极限平衡 延性系数
  • 简介:目的是研究将海砂直接应用到钢管混凝土柱中的可行性。首先通过试验,测量了钢管海砂混凝土的腐蚀电流密度,结果表明海砂对钢管混凝土的腐蚀不大。然后运用有限元模型对海砂钢管混凝土的腐蚀做了模拟,模拟结果也表明海砂钢管混凝土的腐蚀量很低。试验和有限元模拟证明,海砂应用到实心钢管混凝土中是可行的。

  • 标签: 海砂 钢管混凝土 腐蚀 电流密度 有限元
  • 简介:平面桁架结构发生连续倒塌时造成的危害较大,为了较准确地得到结构的倒塌动力响应,研究了瞬时刚度退化法、瞬时加载法与初始条件法的适用条件。采用动力学原理推导出3种方法的动力学方程,对比关键时刻的位移,得出3种方法的异同;然后在考虑双重非线性的情况下,分别对4种桁架结构采用3种方法进行连续倒塌动力有限元分析。分析结果表明:瞬时刚度退化法能够较准确地模拟杆件失效所引起的结构动力响应,瞬时加载法与初始条件法是两种近似的方法;高敏感性杆件失效时,建议采用瞬时刚度退化法;低敏感性杆件失效时,3种方法都可以采用。

  • 标签: 平面桁架结构 连续倒塌 动力分析 瞬时刚度退化法 瞬时加载法 初始条件法
  • 简介:柔性索网是星载环形天线反射器的重要组成部分,其在环形桁架支撑下通过纵向索阵张紧作用形成具有特定精度要求的反射面.环形桁架、前/后索网与纵向索阵处于预应力平衡状态,索段张力的配置直接影响天线反射器的刚度和精度.本文针对反射面索网张力合理配置问题,提出基于ADAMS/MATLAB模拟分析新方法,以张力均匀性和形面均方误差为评价标准,将柔性索网和纵向索阵进行离散化建模,有效控制纵向索阵的张力值,实现前索网反射面的成形计算与分析.数值仿真结果表明,本文方法可快速实现指定反射面精度的索网张力调整,对工程应用具有指导意义.

  • 标签: 环形天线 柔性索网 形面精度
  • 简介:近年来发生的规模较大的恐怖袭击活动中,车载简易爆炸装置(VBIED)逐渐成为建筑结构与基础设施安全的重大危害.防撞杆作为重要建筑周边的第1道安全屏障,能够有效地控制潜在威胁车辆对建筑物的侵入.因此,以防撞杆为代表的阻拦型防爆路障在英、美等发达国家已有广泛应用.为了规范阻拦型防爆路障的试验测试及评定标准,英、美等国都相继颁布了本国阻拦型防爆路障的评测规范,其中美国规范中提出了一套K级抗撞等级标准.利用显式动力分析软件LS-DYNA的强大模拟功能,结合美国规范中的K4等级对应工况,提出了一套适用于钢管混凝土防撞杆的简化设计方法,可供今后的工程应用参考.

  • 标签: 防撞杆 简化设计方法 钢管混凝土 车辆冲击荷载
  • 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.

  • 标签: 单层柱面网壳 相贯节点 弹簧刚度 变形 屈曲
  • 简介:为确定影响预应力钢结构体系可靠度的关键构件,从概率分析的角度出发,编制基于蒙特卡罗法的APDL程序,计算得到各个参数的灵敏度;通过分析各构件刚度同等程度的减小所引起的结构体系可靠度的降低,得到各构件的可靠性影响系数;然后由线性加权方法得到构件的权系数方程,从而建立起一种评判影响结构体系可靠度关键构件的计算模型,最后利用某弦支梁工程实例说明了该方法的应用.分析表明,所建议的方法能够准确体现构件权系数的含义,反映出各个构件对结构整体可靠性的影响程度,从而较好评判出结构的关键构件.

  • 标签: 预应力钢结构 体系可靠度 灵敏度 构件权系数 关键构件
  • 简介:通过将楼板的上层钢筋和楼板底部配筋用直径为3~6mm的细钢筋作为腹杆焊接连接,形成桁架,并在底部焊接一层厚度为0.4~0.6mm的薄钢板,就可以节省施工节点的模板费用,加快施工进度.这种楼板施工方法称为自承式模板.本文对自承式模板在施工阶段的挠度和钢筋应力进行了试验,验证了施工阶段可以采用上下弦连续的桁架计算模型,对正常使用阶段的楼板刚度和极限承载力也进行了试验研究,结果表明,自承式模板的楼板,由于在施工阶段楼板混凝土和钢筋自重在混凝土内不产生应力,这种楼板在使用状态下基本不开裂,和普通支模板的混凝土楼板相比可以改善抗裂性能,使用阶段楼板的刚度也比普通混凝土楼板大,但是极限承载力和普通楼板相同.

  • 标签: 自承式钢模板 系统性能 钢结构 施工方法 楼板
  • 简介:选用了三种不同加固材料以及六种粘结剂对高强超薄膜材试件的夹持段进行加固处理,以找出避免此类膜材在单轴拉伸试验中出现的试件夹持段滑移、断裂现象的有效方法.根据试验材料破坏形式以及考虑试验成本,最终选择铝片作为加固材料,3M胶作为粘结剂.将选定的方法用于飞艇蒙皮材料GQ-6膜材的单轴拉伸试验.试验结果表明,加固方法有效且膜材力学性能参数可为飞艇蒙皮材料的强度设计及安全性评估提供理论参考.

  • 标签: 高强超薄膜材 单轴拉伸试验 粘结剂 加固方法
  • 简介:交错桁架中桁架的上弦杆和端部斜腹杆在与柱连接之前,已经连在一起,在与柱连接时,上弦杆和端斜杆又分别采用节点板与柱相连,在设计时如何计算,没有发现有关的研究和设计方法报道。本文对该处的连接节点进行了二维有限元模拟研究,将实际情况与采用整体连接进行了对比分析,对二者节点区的轴力、剪力和弯矩的分布情况进行了比较,并用考虑节点区弹塑性、大变形和接触问题的三维模型进行了分析,结果表明,该节点可以按照连在一起的整体节点进行设计计算。

  • 标签: 交错桁架 连接节点 设计方法 有限元分析
  • 简介:根据机构理论的概念,研究了单层网壳结构的屈曲理论,根据结构屈曲的机理,提出了结构从产生几何软化而导致屈曲的观点,进而给出了屈曲路线跟踪的理论和算法.本文提出的理论方法可供单层网壳和其他格构结构的屈曲分析参考.

  • 标签: 网壳结构 屈曲分析 软化区 临界应力 屈曲路线
  • 简介:通过建立系列有限元分析模型研究了外伸端板高强度螺栓抗拉连接的力学性能,分析中考虑了不同端板厚度和螺栓直径变化对连接节点受力性能的影响.研究结果表明,高强度螺栓总拉力应由外加荷载引起的螺栓拉力和端板弯曲变形产生的撬力组成.通过分析拟合得到由外加荷载产生的螺栓拉力和螺栓撬力的分布模型和计算公式,并分别给出摩擦型和承压型两种类型的高强度螺栓考虑撬力影响抗拉连接承载力计算公式.

  • 标签: 高强度螺栓 外伸端板连接 螺栓拉力 撬力 预拉力
  • 简介:圆钢管桁架在主管内填筑混凝土,可有效提高其承载力。为了获得圆钢管混凝土桁架K形节点受力性能和承载力计算方法,研究了在受拉或受压支管处K形节点的失效模式和破坏机理;基于圆钢管混凝土K形节点在不同失效模式下的破坏机理和受力状态,分别对支管截面形式为圆形或矩(方)形的圆钢管混凝土K形节点建立合理的简化计算模型,推导出不同失效模式下K形节点极限承载力计算公式,并给出相应的极限承载力建议公式。试验验证了圆钢管混凝土K形节点的试验值与计算值吻合较好,研究表明圆钢管混凝土K形节点的极限承载力计算公式的准确性,可应用于圆钢管混凝土桁架结构计算和设计,也为相关标准建立和完善提供理论依据。

  • 标签: 圆钢管混凝土桁架 K形节点 极限承载力 失效模式
  • 简介:为了提高网壳结构的抗冲击安全性能,控制网壳的破坏强度,对K6型单层网壳结构的抗冲击设计方法展开研究.首先,通过非线性静力承载力计算和灵敏度分析获得结构的关键杆件分布;然后,结合结构的冲击响应特性,提出网壳结构的抗冲击防护措施,并进行冲击作用分析;最后,从结构冗余度和抗冲击性能两方面对防护设计效果进行验证.研究表明:K6型单层球面网壳结构中的第二、三环附近是个临界区域,位移一旦超过该部位,结构刚度会急剧削弱,塑性发展程度十分严重;整体加强法可以对单层网壳结构起到较好的抗冲击效果,增大杆件直径更加有效;补强高灵敏度的构件,能够从一定程度上提高网壳结构的冗余度,在用钢量增加不多的情况下有效提高结构的抗冲击能力.

  • 标签: K6型单层网壳 冲击荷载 关键构件 灵敏度 抗冲击方法
  • 简介:铝合金网壳结构近年来得到了广泛的应用,传统的节点形式难以满足铝合金结构的发展.新型铸铝节点的研究表明,其在构造和受力方面都满足结构的要求,但其承载力的设计公式还未给出.本文利用经过试验验证的可靠的有限元模型进行弹性有限元分析,研究铸铝节点在不同受力状态下的应力分布,并与由材料力学方法得到的结果进行比较,给出了铸铝节点的应力集中系数和简化的承载力设计公式.与试验研究、有限元分析结果的比较表明,简化计算公式具有良好的适用性,而且考虑到铸铝节点的脆性破坏形式而预留了一定的安全储备,能够为铸铝节点的合理设计提供依据.

  • 标签: 铝合金网壳结构 铸铝节点 简化设计方法 应力集中
  • 简介:常温条件下,网架结构的拟夹层板法具有精度高、计算方便等特点,广泛应用于工程实际,但是高温条件下结构钢的性能蜕化,拟夹层板法的应用受到限制.将拟夹层板法位移计算离散化,提出一个适用于高温条件下的位移计算公式.以典型的正放四角锥网架结构为研究对象,考虑高温下材料热力学参数,选取材料弹塑性本构模型,采用几何非线性计算方法,通过对常温下拟夹层板法位移公式的修正,得到火灾高温下网架结构位移的简化计算方法.计算高温过火后网架结构有限元分析得到的位移值,统计有限元结果与拟夹层板法的比值,得到基于拟夹层板法的火灾后网架结构跨中位移的简化计算方法.

  • 标签: 网架结构 拟夹层板法 数值模拟 过火后