人字形密肋式折板筒壳的静力性能分析

混凝土密肋式折板壳是密肋楼盖和折板结构的杂交体。以这种结构中的人字形筒壳作为研究对象,采用有限元方法进行了大量算例分析,详细讨论了波跨比、短筒壳的矢跨比、横隔刚度和边梁刚度等因素对结构静力性能的影响。分析表明,结构的受力性能类似于柱面筒壳。波跨比不宜大于1．5;对于短筒壳,网格数一定时,矢跨比对挠度和内力的影响较小,建议矢跨比不宜低于1／6;矢高较大时,横隔刚度对结构整体刚度的改善作用不大,边梁刚度对结构挠度和内力影响较大,建议边梁的截面高度按跨度的1／18—1／12。该结论可为类似工程应用提供参考。     

复杂受力状态下密肋复合墙体框格有限元模拟

基于通用有限元计算分析软件并结合自定义材料子程序模型,对水平往复荷载及轴压力下的密肋复合墙体框格试件进行了梁式建模、壳式建模及梁壳式建模方式下的数值模拟.基于不同有限元建模方式,混凝土材料模型分别选用汪混凝土本构模型和经典混凝土弹塑性+断裂本构模型,而钢筋材料模型统一采用汪钢筋本构模型.通过计算结果与试验结果的对比分析,探讨了影响往复荷载下密肋复合墙体框格数值模拟的主要因素.     

混凝土折板式拱网壳动力特性的参数化分析

折板式拱网壳是由V形折板拱壳网格化而得的新型混凝土空间网格结构,本文采用有限元方法分析纵向两端开敞结构的动力特性,并了解结构整体刚度的主要影响因素。结果表明:屋盖的低阶振型以竖向振动为主,刚度薄弱位置出现在开敞处,因此横向矢高对结构整体刚度的影响较小,而V形密肋折板拱自身的矢高对结构整体刚度的影响较大;横向脊(谷)线拱作为屋盖的主要传力结构,增强其刚度可以明显提高结构的整体刚度;纵向脊线是结构的振动节线,其刚度变化对结构整体刚度影响不大;空腹桁架上弦作为V形密肋折板拱的拱脚边缘支承结构,提高其刚度几乎不改变屋盖结构的整体刚度;提高密肋梁的刚度会同时增大结构质量,因此密肋梁的刚度改变几乎不影响结构基频;由于有限元模型中屋面板中面与梁中面重合,板厚改变不影响结构的基频,屋面板可作为结构的刚度储备。     

混凝土人字形密肋网壳与下部结构共同工作动力特性分析

对混凝土人字形密肋折板网壳与下部结构共同工作的动力特性,采用有限元方法计算24个算例,对比点支承网壳和屋盖与下部结构共同工作的自振频率与振型,有限元参数分析考虑屋盖矢跨比、肋刚度、脊线刚度和顶层抗侧刚度的影响。计算结果表明:屋盖点支承和与下部结构共同工作的自振频率分布均较为密集,点支承屋盖的振型主要为竖向振动,共同工作时,第1、2阶振型为平动振型,第3阶为扭动振型,高阶平动振型中伴随屋盖的竖向振动,屋盖不宜简化为理想点支承作抗震设计;屋盖矢跨比对整体结构前三阶频率的影响较小;提高顶层抗侧刚度有利于增大结构整体刚度;增大屋盖肋刚度时,结构整体刚度仍主要受下部结构刚度控制,屋盖肋截面在满足承载力需求前提下可按较小的高跨比确定;屋脊类似于屋盖拱向肋的系杆,不会影响结构整体刚度。     

某歌剧院演播厅自振特性及参数分析

折板网壳结构是一种新型的空间结构,其综合了网架和网壳的各自优点,而且建筑造型优美,形式丰富.基于有限元方法,文章采用Lanczos方法,研究了广州某歌剧院演播厅大跨度非规则单层网壳结构的自振特性:考虑了不同屋面材料、屋面支承方式、支座条件对其自振特性的影响:在大量参数分析、计算的基础上,得出了单层折板网壳的自振规律,为这类折板网壳结构的应用和设计提供了参考.     

混凝土大跨度密肋式折板壳的结构形式与分类

大跨度密肋式折板壳结构是一种新型的混凝土空间网格结构,它由密肋平板按一定规律相交组成,受力性能类似于壳体.通过对空间几何体的切割和组合,可以得到其丰富的造型,本文按外形特征对这种结构进行了分类,并介绍了结构的组成和支承形式,可为工程应用时结构的选型提供参考.     

人字形密肋式折板拱壳的动力特性分析

针对人字形密肋式折板拱壳结构,采用有限元理论和子空间迭代法求得了结构的自振频率,分析了结构的振型特点,详细讨论了矢跨比、脊线刚度、边梁刚度和柱上肋梁的刚度对结构基频的影响,还讨论了建筑构造做法所产生的外加质量对结构自振特性的影响。分析表明,结构的低阶振型主要表现为竖向振型,横隔是结构整体刚度的薄弱环节,结构基频随矢跨比的降低而增加,这与传统认识不符。建议结构的矢跨比不宜小于1／6,脊线和边梁刚度对基频的影响很小,边梁的跨高比可取1／20—1／16,提高柱上肋的刚度有利于改善结构的整体刚度,结构动力特性分析时应计及建筑构造做法所产生的外加质量的影响。分析结论可为类似工程应用提供参考。     

三向网格混凝土锥面密肋网壳的静力性能分析

混凝土锥面密肋网壳是由三角形密肋平板空间交汇形成的大跨度伞状结构.为了解三向网格锥面密肋网壳在竖向荷载作用下的变形和内力分布规律,采用有限元数值模拟方法,并考虑矢跨比及边梁、脊线、密肋梁和屋面板等构件刚度影响进行静力计算.结果表明:结构变形主要集中在三角形密肋平板的重心附近,脊线是屋盖的主传力结构;边梁对密肋平板的约束...     

强震时单层K8型网壳结构非线性动力稳定分析

针对单层K8型网壳结构在强震时的动力稳定问题,应用非线性有限元理论进行了分析.计算得到单层K8型网壳结构在地震荷载作用下的动力响应,并用B-R准则判定结构的动力稳定临界荷载.结果表明,强震时单层K8型网壳结构易发生动力失稳,临界地震波峰值为0.7g,失稳的区域由第三环与径肋交叉处开始并向周围扩散直至结构坍塌.     

受非平稳地震作用的密肋复合墙体的可靠度分析

通过数值计算对受非平稳随机地震作用的密肋复合墙体的动力可靠度进行分析.首先将随机地震动模型表示为均匀调制的非平稳地震动模型,通过振型叠加法求出随机地震反应的功率谱密度和均方值;其次应用首次超越破坏准则给出结构随机地震反应动力可靠度的具体计算公式,并给出结构在弹塑性状态时的界限值;最后对有限元建模时视为实体模型的单层密肋复合墙体与同模型尺寸的框架和剪力墙的动力可靠度进行了计算,对比分析了3种结构在多遇地震和罕遇地震作用下的动力可靠度.结果表明,密肋复合墙体的动力可靠度介于框架与剪力墙之间,密肋壁板结构是一种安全可靠的新型结构.     

新型装配式密肋楼盖四边简支的受弯承载力

为了研究一种新型钢筋桁架密肋楼盖在四边简支情况下的受弯承载力,提出一种适用于该楼盖的线弹性分析计算方法;选取目前常用的交叉梁系法、双向板法和基于弹性力学的修正拟板法3种计算理论,在对该楼盖的受力模型进行简化的基础上,分别采用3种方法计算在不同工况下该新型楼盖的肋梁跨中弯矩;利用ABAQUS软件建立钢筋桁架密肋楼盖三维有限元模型,将ABAQUS软件的计算结果与3种计算方法得出的结果进行对比分析。结果表明,基于弹性力学的修正拟板法求得的肋梁跨中弯矩有较好的精度,计算过程更简便,可以用于该类楼盖的设计。     

开洞对密肋复合墙体抗侧刚度的影响

研究了密肋复合墙体的开洞位置和洞口尺寸对其抗侧刚度的影响,引入洞口折减系数,计算开洞密肋复合墙体抗侧刚度,同时建立不同洞口参数的墙体有限元模型,分析发现:洞口位置相对坐标与墙体抗侧刚度呈二次曲线关系,洞口越居中密肋复合墙体抗侧刚度折减越大;洞口大小与墙体抗侧刚度呈线性关系,洞口越大密肋复合墙体抗侧刚度越小.利用有限元分析结果建立了开洞密肋复合墙体抗侧刚度的统计计算公式.试验验证表明:两公式计算抗侧刚度值比试验值小16%,能够满足实际工程需要.     

密肋壁板结构自振周期分析

由于密肋墙板是影响结构自振周期的主要因素,根据密肋壁板结构特点,提出密肋壁板轻框结构的等效计算方法,建立了三维薄壁杆元空间计算模型。将框架结构和密肋壁板结构进行自振周期分析及对比。分析结构表明密肋壁板轻框结构经二次等效为混凝土剪力墙的计算模型是一种可行、简便的计算模型,相对于框架而言减小了自振周期,使侧向刚度得到了提高。     

基于梁格理论的人字形桥梁结构分析

基于梁格理论对城市高架桥工程或立交枢纽工程中的人字形桥梁进行结构计算简化,同时利用通用有限元程序对简化的梁格模型进行模拟分析,从而为求解人字形桥梁复杂内力提供了一种有效的途径,并且通过实例计算,与板壳模型进行比较,分析结果表明该理论在工程应用中具有较好的实用价值.另外,在运用梁格理论进行结构分析时,对如何处理梁格划分的问题以及截面特性参数的拟定提出了一些看法及应注意事项,同时也对梁格理论进行结构分析存在的问题及有待进一步研究的内容进行了探讨.     

模拟爆炸地震波及其对框架结构的影响

基于能够描述爆炸地震波的非平稳随机过程模型进行爆炸地震波的模拟研究,给出能够考虑装药量和爆心距影响的单点爆炸地震波实用模拟方法.以15层框架结构为例,运用有限元分析软件建立空间板梁结构的有限元模型,计算结构的固有频率和固有振型,分析高层框架结构在模拟爆炸地震波作用下的动力响应.根据结构动力响应结果,判断结构的薄弱层,为工程抗震设计提供参考依据.     

密肋复合墙板变形与刚度分析

在密肋复合墙板试验研究的基础上,分析了密肋复合墙板在不同受力状态下的受力特点,提出了相应的力学计算模型,并采用刚度等效原则将密肋复合墙板等效为均匀的硅酸盐板,建立了密肋复合墙板弹性刚度的实用计算公式,计算结果与实测结果符合较好.     

钢筋沥青隔震墩振动台试验及地震响应有限元分析

在足尺钢筋沥青隔震墩砌体房屋的正弦激励振动台试验的基础上,用有限元分析软件ANSYS建立适当的空间模型并对其进行数值模拟。将分析结果与足尺模型振动台试验结果进行比较,结果表明：有限元分析结果与试验结果基本一致,证明了本有限元在钢筋沥青隔震墩分析中的适用性。在此基础上,用本有限元程序分别对隔震和非隔震有限元模型进行地震响应分析,得出相关结论：相同地震波作用下隔震层的位移随输入幅值的增大而增大;隔震模型的顶部加速度幅值与第1层层间位移幅值小于非隔震模型,表明隔震层在地震波作用下隔震性能良好,大幅度降低了上部结构的底部剪力。     

不同类型单层球面网壳动力时程分析

本文利用ansys有限元软件,以60m跨的凯威特、施威德勒、联方型单层球面网壳为研究对象,研究其弹塑性动力失稳情况.设计时考虑材料几何非线性效应,钢材选为双线性弹性材料模型.采用增大地震峰值加速度的方法,通过选用四条地震波和一条人工地震波,对不同网壳结构的整体稳定性和抗震性能进行了讨论.并对不同网壳的抗震性能及地震波的选取提出了建议.     

点接触式密肋复合墙体抗震性能试验

为研究内填砌块点接触式密肋复合墙体的抗震性能,进行1/2缩尺比例的复合墙体低周反复加载试验,分析墙体的主要破坏形态和破坏过程,研究点接触型密肋复合墙体的受力特点,分析墙体的滞回特征、承载力、延性、刚度和耗能能力等抗震性能,并将试验结果与标准墙体试验结果进行对比.研究结果表明:点接触式墙体与标准墙体的破坏形态区别较大,其承载力、延性、耗能等性能略差于标准墙体,但由于这一形式墙体各道防线之间的地震作用传递途径和分配关系相对明确,不同阶段的墙体计算模型比较简单,进而可以通过对各阶段的精确分析计算实现密肋结构的控制设计.此外,墙体各道防线之间的分离更易于结构构件的震后修复、更换.     

基于实体壳单元的板壳非线性变形分析

将实体壳单元模型引入显式有限元方法,通过添加12个改善拟应变参数弥补变形缺陷解决闭锁问题,并利用共旋理论和径向返回迭代法更新应力.利用这种基于显式算法的实体壳单元模型对板壳结构非线性变形的标准算例进行计算,并与实体单元及壳单元计算结果进行对比.结果表明,该实体壳单元具有较高的计算精度,可有效地解决板壳非线性大变形分析问题.