钢骨转换梁结构受力性能的有限元分析

结合某高层建筑的钢骨混凝土转换梁设计,利用有限元分析了钢骨混凝土转换梁结构与上部剪力墙共同作用下的应力、位移分布。通过建立三维块体弹性单元,利用ANSYS8.0分析软件按照特殊路径计算了该建筑中的钢骨转换梁结构体系的内力与挠度,得到的模拟数值结果与实际工程计算结果吻合良好,并通过对数值结果的分析总结了钢骨混凝土转换梁受力性能的特点。本文采用的分析方法可为钢骨混凝土转换梁与上部剪力墙共同作用的理论研究提供参考。     

高层结构与岩溶洞穴地基基础共同作用分析

岩溶地基是一种复杂地基,在岩溶地基上建设高层建筑需要较准确的分析以提供设计依据．高层建筑与地基基础共同作用的分析方法能比较准确反应结构及地基的受力,而有限元法能有效地进行共同作用分析．为此,利用大型有限元软件ANSYS对岩溶地区的高层建筑进行共同作用分析,并与不考虑共同作用的常规分析方法进行对比,并探讨了共同作用对上部结构、地基及基础的影响．研究结果表明：对于岩溶地基而言,共同作用对柱产生的次应力较小,但个别角柱次应力较大;剪力墙的次应力较大,而且其布置方式对共同作用有较大影响,此应力随楼层增加衰减很快;对于岩溶地基而言,筏板基础是比较适合的基础形式,在共同作用中起很大作用．     

钢骨混凝土转换梁结构的数值模拟与分析

以有限元理论为基础,对在工程实际荷载作用下的某高层建筑中的钢骨混凝土转换梁结构体系进行非线性有限元计算分析.利用ANSYS分析软件对钢骨转换梁沿梁顶、钢骨上下翼缘顶、翼缘底、钢骨中线及梁底等为路径进行应力和位移的分析,得到了转换梁的基本应力和位移状态规律.数值模拟表明,转换梁作为结构体系中的偏心受拉构件,与上部剪力墙之间存在共同作用.本研究结果为以后钢骨混凝土转换梁结构体系的设计和研究提供了理论基础.     

某超限高层的转换层构件验算分析

目的判断某超限高层的转换层构件的设计性能是否满足结构抗震要求,提出在临近结构加强部位的部分墙体及顶部外形突变位置出现了较大变形时的改进措施.方法计算转换层构件的各项性能指标,并将计算结果与国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)和行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)规定的量化控制标准进行对比.结果小震时,转换层剪力墙最大轴压比为0.49,转换柱最大轴压比为0.44,框架柱最大轴压比为0.51,剪力墙肢最小配筋率不小于0.25,但最大配筋率达1.31;中震时,部分墙肢最大正应力为+1.28,构件各项性能指标的计算结果未超出规范及规程规定的限值范围;大震时,剪力墙肢最大剪压比为0.145,转换柱最大剪压比为0.046,转换梁承载能力与各种地震作用效应的最小比为1.36.结论在小震、中震和大震分别作用下,转换层构件的设计性能均满足《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)和《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)规定的结构抗震要求,但转换层剪力墙肢配筋偏大.在中震作用下,个别墙肢出现正应力,且为小偏心受拉.     

联肢剪力墙的弹塑性有限元分析

联肢剪力墙在地震作用下的非线性分析具有重要的研究意义,根据高层建筑结构联肢剪力墙的特点,将两元件墙单元与多弹簧连梁单元组合,对钢筋混凝土联肢剪力墙作弹塑性有限元分析.采用应变硬化的弹塑性应力应变关系描述钢筋,引入约束影响系数以考虑连梁箍筋对混凝土应力应变关系的影响,提出一种可以反映连梁弹塑性剪切变形的计算模型.验证了同济大学一组联肢剪力墙试验,计算结果与试验结果相符证明了模型的有效性.但滞回模型的骨架曲线有待进一步改进,以考虑下降段的影响.     

钢骨砼转换梁结构力学分析及设计计算综述

综述了国内外高层建筑中对钢骨混凝土转换梁的作用及应用现状，分析了钢骨转换梁的结构构造形式、受力与变形特点以及主要研究设计方法。在此基础上提出钢骨砼转换梁与上部剪力墙共同作用的研究有待进一步加强。     

短肢剪力墙位于转换梁中部的不同结构转换形式的抗震试验研究

通过对短肢剪力墙位于转换梁中部加腋式和斜柱式两种转换形式的框支短肢剪力墙试件进行竖向荷载和水平荷载共同作用下的拟静力分析,对比分析加腋式和斜柱式两种转换形式的破坏机制、刚度退化规律以及试件的抗震性能,为实际工程的设计提供参考。     

跳层剪力墙结构时程分析

为分析跳层剪力墙结构和传统剪力墙结构的抗震性能并分析跳层剪力墙结构形式的影响,分别建立了两种跳层剪力墙结构和传统剪力墙结构的三维计算模型,采用有限元软件ANSYS计算这些模型的地震反应分析;得出了跳层剪力墙结构与传统剪力墙结构在地震作用下结构的位移时程曲线和应力分布特点,计算结果表明:三种结构的应力分布相似,在三种不同地震作用下,跳层剪力墙结构的位移均比传统剪力墙结构的位移大,但是仍能满足规范中侧移的要求,说明了跳层剪力墙结构可用于工程实际。     

高层建筑钢骨转换梁极限承载力分析

经对钢骨混凝土转换梁与上部剪力墙共同作用的正截面塑性极限承载力分析后，提出了一种近似的计算方法，并与非线性单根梁有限元分析数值解作比较，得到了接近的结果。表明钢骨混凝土转换梁结构明显增强了整体结构的承载能力，同时也为这种结构的研究和设计提供了理论基础。     

竖向荷载作用下变角斜柱局部转换节点的试验研究

通过2个不同角度的斜柱局部转换节点在竖向荷载作用下的静力试验以及有限元分析,获得了斜柱角度变化对该节点受力性能影响的基本规律。研究结果表明,斜柱角度的不同会导致转换梁和短肢剪力墙的应力分布有着明显的不同,斜柱角度越大,转换梁所受的拉力就越大,转换梁开裂就越早,结构承载力越低。相反,斜柱角度越小,短肢剪力墙内的应力分布就要均匀些,转换梁开裂较晚,可以有效地抑制转换梁刚度的退化,结构承载力也越高。而且,从受力性能上来说,整个节点具有类似桁架模型的受力特征。     

框支-短肢剪力墙结构中斜柱转换结构的抗震试验研究

通过对两个单榀框支—短肢剪力墙斜柱转换结构在竖向荷载及水平荷载共同作用下的静力试验,分析了构件内应力的分布状态、试件的破坏形态、荷载传递以及转换梁的受力性能和构件的抗震性能。试验结果表明框支—短肢剪力墙斜柱转换结构具有较好的抗震性能。同时提出了在工程实践中该结构设计应注意的问题。     

竖向荷载作用下变角斜柱的局部转换节点

通过2个不同角度的斜柱局部转换节点在竖向荷载作用下的静力试验以及有限元分析,获得了斜柱角度变化对该节点受力性能影响的基本规律.研究结果表明,斜柱角度的不同会导致转换梁和短肢剪力墙的应力分布有明显不同,斜柱角度越大,转换梁所受的拉力就越大,转换梁开裂就越早,结构承载力越低.相反,斜柱角度越小,短肢剪力墙内的应力分布要均匀些,转换梁开裂较晚,可以有效地抑制转换梁刚度的退化,结构承载力也越高.而且,从受力性能上来说,整个节点具有类似桁架模型的受力特征.     

高层建筑剪力墙结构连梁设计中的问题

近年来，高层建筑的不断增加，作为高层建筑的一个重要纽成部分的连梁剪力墙姑构，是墙的应力传递纽带的一个重要环节之间的耦合强度．刚度．延性等特性均会对剪力墙的性能产生直接影响。本文将针对高层建筑剪力墙结构连栗的合理设计进行探讨。     

粘贴片材加固曲梁的界面剪应力计算研究

针对工程中广泛存在的曲梁加固问题,其剥离失效主要和贴片层与原梁之间的界面应力有关。研究了一种粘贴片材加固曲梁的界面剪应力计算解析法。根据粘贴片材加固梁的变形协调条件,从推导片材加固一般梁的界面剪应力微分控制方程出发,引入粘贴片两端部的边界条件,推导出界面剪应力的一般解析解显示表达式,并将其应用于加固曲梁的界面剪应力分析。对于不同的载荷条件与梁结构,只需计算出原梁结构所承受的剪力、弯矩和轴力即可采用所推导的解析解计算加固梁的界面剪应力。最终利用所研究的方法分析两种载荷作用下,不同曲率半径的曲梁采用碳纤维增强复合材料加固的界面剪应力的分布。数值算例表明该方法计算简便,求解精度高。     

带梁式转换层框支剪力墙结构抗连续倒塌分析

为研究带梁式转换层框支剪力墙结构的抗连续倒塌能力及变形程度,通过有限元软件建立本结构的三维模型,基于备用荷载路径法,以某带梁式转换层的框支剪力墙结构为研究对象,选取不同失效工况分别进行非线性分析,研究初始破坏后剩余结构的节点位移、内力机制及内力重分布过程.结果表明:根据各个工况下对失效点变形情况可得底层位移大于转换层位移;同层不同位置柱的对应位移大小依次为角柱、内柱、长边中柱、短边中柱;承重柱失效后其相邻构件的不平衡内力分担情况遵循"就近原则".     

水泥混凝土路面传力杆应力分析力学模型

应用三维有限元模型分析水泥混凝土路面中传力杆与水泥混凝土的接触状况,并基于弯曲刚度等效原则将传力杆和水泥混凝土面层系统简化为双层梁结构.计算结果表明,弹性地基上双层梁结构可很好地描述水泥混凝土路面的挠曲效应,而接缝处的双层梁相对位移、转角、以及挤压应力合力与三维有限元解的差异,只需对双层梁层间竖向反应模量进行修正即可;随后,总结归纳了相对位移、转角及挤压应力合力修正系数的回归式,讨论给出了接缝传力杆的抗剪刚度与抗弯刚度的计算式,并指出传力杆的传递弯矩的能力很小可忽略.最后,计算分析了梁端部作用集中荷载时,有基层的地基梁接缝传荷问题,指出在接缝抗剪刚度相同条件下,基层存在可使接缝两侧挠度比增大,接缝传递的剪力减小.     

搭接墙转换结构工作机理和设计方法

基于搭接柱转换结构的研究,将搭接转换的概念推广应用到柱支剪力墙转换,提出搭接墙转换结构.讨论搭接墙转换结构的工作机理和结构设计要点,并同普通转换梁转换内力和工作性能进行对比.结果表明:搭接墙转换传力直接,结构刚度沿竖向均匀变化,有利于避免地震作用于框支柱、上部墙体内力积聚.结合实际工程设计要求,提出该类型结构的实用设计方法.     

弯剪共同作用下的RPC梁截面分析程序探讨

为了研究配箍率对高强箍筋活性粉末混凝土梁抗剪性能的影响,开展6根配置HRB400级箍筋RPC梁的抗剪试验,考虑RPC的材料特征参数与钢纤维对斜截面承载力的影响,分析有腹筋与无腹筋梁在剪力传递机理及裂缝控制方面的差异,基于修正压力场理论,对开裂混凝土在拉、压应力下的本构关系及裂缝处的应力平衡条件进行适当修正,将弯矩效应叠加至纯剪作用建立RPC梁在弯剪复合作用下的分析模型,并根据弯剪复合作用采用MATLAB软件编制RPC梁斜截面抗剪强度分析计算程序,对RPC简支梁进行受剪强度分析,并将试验结果与计算结果进行对比分析,研究结果表明该计算程序能够较好地预测高强钢筋RPC梁的受剪承载力,具有一定的参考和实用价值。