端板连接半刚性钢管柱-单轴对称梁的弯矩-转角曲线计算方法

梁柱连接处的节点是钢框架结构的一个重要组成环节,半刚性端板连接节点由于其良好的力学性能,被广泛应用于钢结构建筑领域.采用焊接连接的H型钢梁、柱半刚性端板连接计算方法相对较成熟,在H型钢梁、柱半刚性端板连接节点的弯矩-转角简化全曲线的形式与计算方法的基础上进行改进,提出了方钢管柱-单轴对称梁半刚性端板连接的弯矩-转角曲线计算方法.通过改变节点域加强区的厚度、端板厚度和螺栓直径,利用有限元分析得到不同节点的弯矩-转角曲线,与简化曲线计算结果进行比较,证明了简化曲线计算方法能很好的计算节点弯矩-转角曲线上各重要参数,具有一定的准确性和可行性,且曲线线性阶段与有限元数值计算结果吻合良好,满足结构设计要求.     

GFRP-混凝土组合连续板的静力性能试验研究

为提高钢-混凝土组合梁桥桥面板的耐久性,研究GFRP(玻璃纤维增强复合材料)-混凝土组合连续板的变形及裂缝宽度,设计了3片负弯矩区具有不同钢筋配筋率的GFRP-混凝土组合连续板,并对其进行了对称加载试验,重点考察了连续板的破坏模式、变形、裂缝宽度和应变分布等力学特性.结果表明:3片连续板均发生了弯剪破坏;破坏时板端GFRP槽形板与混凝土之间无明显滑移;随着负弯矩区配筋的增强,连续板全过程变形减小;在钢筋屈曲前,连续板正负弯矩区的应变分布基本符合平截面假定.试验研究和理论分析结果的对比表明:可以采用现行桥梁规范中考虑混凝土开裂区域刚度变化的等效刚度计算GFRP-混凝土连续板的等效刚度,并通过文中计算方法获取连续板的变形;此外可以采用现行规范JTG D62—2004中钢筋混凝土的裂缝宽度计算方法计算连续板负弯矩区的混凝土裂缝宽度.     

H型钢梁与矩形钢管柱平齐端板单向螺栓节点承载力性能

对H型钢梁与矩形钢管柱平齐式端板单向螺栓连接节点承载性能进行试验和理论分析研究.通过对3种不同形式的平齐式端板单向螺栓连接节点进行单调静力加载试验,获得了各试件的破坏模式和弯矩-转角曲线,讨论了螺栓破坏、端板破坏、柱壁破坏等3种破坏模式.基于试验现象提出了节点螺栓力理论分布模式,并给出了螺栓强度控制的节点抗弯承载力计算公式.通过将端板和钢梁腹板等效为T形件,得出了端板屈服控制的节点抗弯承载力计算公式.基于试验现象并利用屈服线理论提出了钢管柱壁的屈服线模型,运用虚功原理得出由柱壁强度控制的节点抗弯承载力计算公式.研究表明螺栓、端板、柱壁间的相对强弱关系直接影响节点的破坏模式,理论计算值与试验相比结果偏安全.给出了H型钢梁与矩形钢管柱平齐式端板单向螺栓连接节点的设计准则和建议.     

高强钢端板连接节点弯矩-转角曲线数学模型

为预测高强钢端板连接节点在常温、火灾下及火灾后的弯矩-转角曲线,以四参数指数模型为基础,基于组件法和等效T型连接,提出了初始刚度、屈服后刚度和抗弯极限承载力的计算方法,将计算结果代入四参数指数模型得到预测高强钢端板连接节点弯矩-转角曲线的方法;与足尺试验中Q690和Q960高强钢端板连接节点在常温、火灾下及火灾后的共10组试验结果进行对比。结果表明,抗弯极限承载力的计算结果与试验值较吻合,其中Q960的相对误差在5%以内,初始刚度的计算结果比欧洲钢结构设计规范(EN 1993—1-8)的结果更接近试验值,预测的Q960高强钢端板连接节点弯矩-转角曲线与试验结果吻合,而Q690预测结果偏于安全。     

基于小波分析的弹性板损伤识别

以含有损伤的四边简支矩形板为研究对象,采用等效刚度代替板内损伤带的刚度,建立了含有多条损伤带的弹性板有限元模型.运用有限元法分析板的振动特性,由Lanczos法计算得到沿板边两个方向的转角模态.通过对板的转角模态进行db1连续小波变换,利用小波系数模极大值点判断板内损伤带的位置,给出了一种识别弹性板损伤的方法.通过对一含3条损伤带的四边简支矩形板进行损伤识别,验证了方法的有效性.     

浅谈板柱结构、板柱-剪力墙结构

本文对板柱结均、板柱-剪力墙结构进行了论述。     

四边形8-结点Mindlin板单元

文章提出一个四边形的 8-结点 Mindlin板单元。板的横向位移 w用 8-结点二次型函数插值 ,板的弯曲转角θx和θy用 4 -结点双线性函数插值。在计算与剪应变对应的刚度系数时 ,将横向位移一阶偏导数 w,x与 w,y通过它们在角结点处的值用双线性函数再次插值。以此根除原始 Mindlin板单元固有的自锁现象。本单元的理论合理 ,算法简便 ,易于实现计算机编程 ,计算效率高 ,分析结果准确。它是一个很好的从薄板到厚板范围内的实用有限板单元。     

密肋复合墙体复合材料等效弹性板模型研究

密肋复合墙体是建筑结构新体系密肋壁板结构的主要受力构件.提出用复合材料理论对密肋复合墙体的弹性阶段进行结构分析.以Mori-Tanaka的方法为基础,建立了适用于密肋复合墙体的等效弹性板模型,并利用弹性力学对各向异性等效弹性板的抗侧刚度进行了推导.该方法考虑了肋梁、肋柱以及砌块的泊松比对弹性常数的影响及板的各向异性对整体弹性抗侧刚度的影响.结合试验资料对模型进行了验证,结果表明所建立的复合材料等效弹性板模型及其抗侧刚度推导是可行的.     

外伸式端板连接节点变形研究

针对当前端板连接节点的半刚性,采用通用的有限元程序,对门式刚架外伸式端板连接的5种典型的节点进行了受力及变形分析,探讨了有加劲肋的外伸式端板连接节点的变形机理.针对不同构造的节点,分析了节点的最大等效应力?节点转角及节点刚度,探讨了此类节点半刚性的原因,发现端板连接节点的变形主要是由节点域腹板剪切变形和节点下部柱身变形引起的.通过合理的构造措施,可使该类节点的刚度明显提高.     

兰新高铁挡风板开裂试验

为了研究不同类型的挡风板在不同等级风速下的破坏情况,在现场用混凝土浇筑1:1挡风板模型,并在挡风板受拉侧和受压侧的混凝土和钢筋中布置应变计。将实际风荷载等效为静力荷载并借助现场的沙袋、钢模板和预制混凝土块对挡风板进行分级加载试验,直至挡风板开裂破坏为止。采用应变计测试出挡风板在各级试验荷载作用下受拉侧和受压侧的混凝土应变值和钢筋应变值,并用裂缝观测仪观测出挡风板受拉侧和受压侧的裂缝宽度。试验结果表明:当挡风板的长度和高度一定,且无企口的情况下,随着板厚的增加,挡风板越容易遭受风荷载的破坏;当挡风板的长度和高度一定,且有企口的情况下,随着板厚的增加,挡风板越不容易遭受风荷载的破坏。     

平齐端板连接火灾下性能的有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS对高温下平齐式端板连接性能,节点的构造及节点参数的选取对结构的整体稳定性及节点破坏模式的影响进行了分析.发现:端板厚度对节点的初始转动刚度影响较大,载荷比对转角的影响较大;设置承压加劲肋可明显减小节点域内的塑性应变,改善柱腹板的受力状态,提高柱稳定性,从而保证钢框架整体的稳定性.     

不同板中配筋形式下板柱结构的连续倒塌性能

在爆炸、冲击等偶然荷载作用下,钢筋混凝土(RC)板柱结构中承重柱失效可能导致结构发生局部或整体连续倒塌破坏.为了研究板中配筋形式对RC板柱结构抗连续倒塌性能的影响,制作了2个1/3比例的板柱子结构模型,通过单调静力加载试验研究了角柱缺失条件下结构的连续倒塌性能.试验研究表明:在混凝土板内配置连续上层钢筋可以有效减小板上裂缝的宽度;与板中采用非连续上层配筋的试件相比,采用连续配筋试件的屈服荷载、第一个峰值荷载和极限承载力分别提高了38.4%、31.8%和7.5%,在动力荷载作用下试件的抗倒塌能力也得到了明显提高;板中拉膜效应对于塑性铰线机制失效后结构的抗倒塌承载力贡献显著.     

高精度数字梯度敏感法测量PMMA板的转角场

用数字梯度敏感法(DGS)测量聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板的应力梯度(偏转角)。首先,利用数字图像相关方法(DIC)测量了PMMA板在三点弯曲作用下应力集中区域的全场位移,再根据光弹效应建立PMMA板的应力梯度与光线穿过透明件后的偏转角之间的关系,得到PMMA板的转角场。将直接测得的转角场与解析值进行对比,发现存在误差。这是由于试验中不可避免地存在面内刚体平移及离面位移,导致试验中得到的转角场产生误差。通过补偿区域法消除上述影响因素,并讨论了面内刚体平移和离面位移对试验的影响。最后,与解析值对比,结果表明,通过补偿区域法降低了测量误差,得到高精度的转角场。x和y方向转角场的平均相对误差分别为4.90%和5.89%。     

吸力贯入式板锚安装过程与承载特性变化规律

在宏单元模型的基础上编写了吸力贯入式板锚(Suction Embedded Plate Anchor, SEPLA)旋转上拔过程的Fortran计算程序,分析了锚眼的切向偏心和泥面角对SEPLA的埋深损失、承载力及板锚旋转角的影响.结果表明：SEPLA的锚眼应设计在板锚中心下方0.2B～0.4B(B为矩形锚板的宽度);随着泥面角的增加,埋深损失增加,但板锚稳定时的承载力系数变化不大,泥面角对锚板承载力系数的影响很小;切向偏心比对SEPLA的承载力影响很大,随着切向偏心比的减小,SEPLA的最大和最终承载力系数减小,当切向偏心比大于0时,最终承载力系数随着旋转角的增加,先快速增长,而后增长速率趋缓,当切向偏心比小于0时,最终承载力系数随着旋转角的增大而增大,到达极值后又开始衰减.     

竖向荷载和不平衡弯矩共同作用下板柱节点的设计

在试验研究和理论分析的基础上,给出了普通板柱节点和配置抗冲切钢筋板柱节点的受冲切承载力计算公式,同时给出了板柱节点在竖向荷载和不平衡弯矩共同作用下等效竖向荷载设计值的计算方法,简化了复杂受力条件下板柱节点的设计．试验研究表明,抗冲切锚栓是有效的抗冲切钢筋类型,不但能提高板柱节点的受冲切承载力,而且能改善板柱节点的延性．抗冲切锚栓的布置方式包括正交布置和径向布置,且抗冲切锚栓应在柱周边区域均匀分布．本文给出了板柱节点抗冲切的设计步骤和方法,并给出抗冲切锚栓的设计方法和构造措施．同时给出了板柱节点配置抗冲切锚栓的算例,验证了抗冲切锚栓的设计方法,可用于板柱节点的工程实践．     

矩形板格分析

本文介绍了矩形板格系的分析。选各条边的转角为变位法基本来知数而求解,并提出了计算框图。其实用程序已交付使用。     

钢筋混凝土十字形异形柱-板柱连接抗弯承载力的研究

为了研究柱截面形式为异形柱的板柱连接冲切受力性能,进行了柱截面形状分别为3种典型异形柱(十字形、T形和L形)和对比方柱所构成的板柱连接的冲切特性试验.根据所进行的柱截面为十字形异形柱-板柱连接冲切特性的试验成果,提出了十字形柱-板柱连接的屈服线形式,并应用屈服线理论,导出了十字形异形柱-板柱连接的抗弯承载力表达式.该式形式简单、应用方便,其理论计算值与试验值比较,符合较好.结果可供类似柱形的板柱连接强度计算时参考.     

延展钢网板用于拱形支护的研究

研究延展钢网板的力学特性及其简化计算的模型 ,同时探讨了这种新型支护材料在水利工程中的应用前景。通过对拱形延展钢网板的力学特性进行有限元数值模拟 ,用刚度等效的平板模拟拱形廊道支护试验中的延展钢网板 ,所得的计算结果与试验值比较接近。结果表明 ,用等效的平板模型来模拟延展钢网板是可行的 ,从而为钢网板在工程中应用提供一种简便而可靠的计算方法     

梁的约束弯曲和等效板宽

本文根据现有文献介绍了梁的约束弯曲应力计算方法和适用范围,最后介绍用等效板宽的方法来计算梁的约束弯曲应力,并导出了箱型梁翼缘板的等效板宽公式.     

板厚对板-柱结构抗震性能的影响分析

目的研究板厚对板-柱结构抗震性能的影响,为推广板-柱结构在抗震区的应用提供依据.方法采用三维实体建模,对板厚从190~240 mm(跨厚比30~40)的板-柱结构进行了有限元分析.结果得到了板-柱结构的基底剪力-顶点侧移关系曲线及Pushover分析结果曲线,分析了塑性铰出铰情况,并将加载过程分为4个阶段,对比了各加载阶段结构的响应,给出了对应于7度多遇及罕遇地震作用下的结构侧移和层间位移角.结论当板厚从190 mm增大到240 mm时,板-柱结构的抗侧刚度随之增大,板厚每增加10 mm结构的抗侧刚度增大约5%;等代梁刚度随板厚的增加而增大,虽然板-柱结构在形成出铰机制时出现梁铰数量略减而柱铰数量略增的现象,但整体仍以梁铰为主;在7度多遇、罕遇地震作用下,跨厚比在30~40且经过合理设计的板-柱结构的最大层间位移角均能满足抗震规范的要求.