大空间索支承结构火灾下力学性能理论分析与数值模拟

大空间索支承结构近年来在我国大型公用建筑中得到了迅速的发展,然而,由于多采用高强度钢索等作为主要承重构件,而钢材在火灾高温下弹性模量和屈服强度都会急剧下降．此外,钢索往往无法进行防火保护．基于这样的背景,对几种典型的大空间索支承结构——索桁架、张弦梁和预应力索网等火灾下的力学性能进行了分析研究,推导了考虑几何非线性与高温下钢索材料非线性等影响因素下的理论计算公式,对于部分难以解析求解的情况,利用ANSYS有限元计算软件进行了数值模拟,得到了火灾升温过程中计算模型位移以及钢索中预应力随温升的变化规律,并给出了大空间索支承结构火灾升温下的具体计算公式与设计中应注意的问题,可以为设计人员提供一定的借鉴作用．     

端板连接组合节点初始转动刚度分析

利用欧洲规范3与欧洲规范4介绍的组件法思想,针对已有的端板连接组合节点初始转动刚度分析方法的不足,提出了端板连接组合节点负弯矩作用下节点初始转动刚度的详细计算步骤;考虑板内纵筋与剪力栓钉竖向位置的不同及桩腹板加劲肋的影响,给出了初始转动刚度组件法分析模型.将分析结果与试验结果进行了比较验证,结果表明该分析方法精度较好,能够用于工程设计中对该类节点初始转动刚度的预测.     

钢框架梁局部屈曲损伤描述材料本构分析

在罕遇地震分析中,考虑构件的损伤退化特征对提高杆系模型的计算准确性显得尤为重要,因此,如何利用有限元准确地模拟构件局部屈曲的退化现象是进行参数分析并提取退化模型的重点所在,而钢材的本构关系则是其中的基础.采用通用有限元软件ABAQUS,对比分析不同本构模型的计算结果与典型局部屈曲退化试验结果,提出能够准确计算循环荷载下局部屈曲退化行为的钢材本构模型.在校准模型的基础上,通过参数分析,探讨影响构件局部屈曲损伤退化的因素,提出不同控制因素下损伤退化规律,为提出考虑损伤退化的杆系模型提供有力的工具.分析结果表明:翼缘宽厚比、强屈比以及腹板高厚比会一定程度影响局部屈曲退化现象,其中翼缘宽厚比对其最终退化程度有明显影响,但屈服强度对退化过程影响不大.     

不同温度下有机玻璃厚板的平面应变断裂韧性试验

为研究有机玻璃平面应变断裂韧性(KIC)与温度的关系,设计了母材和带拼接缝试件,在-40~40℃范围内进行三点弯试验.采用疲劳试验机预制疲劳裂纹,利用酒精和液氮对试件降温,用纯水进行升温,观察试件宏观断口形貌,结合有限元和断裂力学进行算例分析.结果表明:在低温下,试件达到极限荷载后迅速断裂,失稳扩展的裂纹临界长度较小,裂纹扩展速率快;高温下,临界长度较大,裂纹扩展速率慢.母材试件在20℃时KIC最小,-20℃时最大,而带拼接缝试件在40℃时KIC最小,-40℃时最大.断面上沿裂纹扩展方向的弧状条纹数增多会导致KIC降低,当出现垂直于疲劳裂纹边缘线的放射状条纹时,KIC进一步降低.对于所提算例,裂纹尖端各点的应力强度因子随裂纹深度的增加而增加.     

Inelastic Deformation Analysis of Aluminum Bending Members

Introduction Aluminum alloys are typical nonlinear metallic materi- als. The stress-strain relationship for such materials is characterized by the continuity between the quasi- elastic and the inelastic hardening behavior (see Fig. 1).The constitutive equ…     

有限元仿真动画效果优化方法研究

研究了利用三维图形软件3ds MAX对有限元软件ABAQUS仿真模型动画效果进行优化的方法.以1个3层钢框架结构为对象,使用ABAQUS对其进行地震作用下的动力弹塑性时程分析,并得到与各个时间步对应的多个TRML格式模型文件.借助自主开发的3个3ds MAX功能插件实现TRML格式模型文件向3ds MAX的批量导入及动画模型的快速生成.利用3ds MAX制作完成了具有一定真实感工程场景动画.研究结果表明:所开发的功能插件在提高工作效率方面具有显著效果,且与ABAQUS自动生成的动画相比,利用优化方法所得动画效果的真实感更强.     

四点支承异形中空玻璃板抗弯性能的有限元分析

各种形状的点支式玻璃越来越多地应用于工程中,但现行规范（程）规定的计算办法只适用于计算矩形玻璃.进行了点支式异形中空玻璃板受弯承载试验,分析了位移、应力的分布特点.同时分析了中空层的承载特点,通过迭代计算使用有限元方法得到了与试验测值较吻合的结果.并指出,点支式平行四边形中空玻璃承受均布荷载时,板心与长边边缘中点处的位移均比较大,板面最大主拉应力出现于长边中点处.     

结构钢材裂纹尖端张开位移的低温试验

目前对结构钢材低温脆性断裂的控制主要通过冲击韧性指标,难于获得定量的结果,因此,有必要对结构钢材的断裂指标进行低温测定。试验测定了结构钢材Q235A、Q345B和Q390E(屈服强度标准值分别为235MPa、345MPa和390MPa)在20～-70℃下12～48mm试样的裂纹尖端张开位移指标(CTOD),并分析了最大载荷CTOD特征值δm随温度和厚度的变化规律。结果表明,总的趋势是δm随着温度的降低而下降,其规律可以比较好的用Boltzmann函数描述;厚度增大,δm的总趋势降低,但在厚度12～24mm范围附近也会出现δm随厚度增加而上升的现象。     

双塔高层钢结构抗震性能的有限元分析

针对高层建筑结构分析计算中专业设计软件在大震作用下结构弹塑性分析方面存在的缺陷,以北京某双塔高层钢结构为例,运用大型通用有限元软件ANSYS建立了结构三维模型,进行了结构的动力特性和模态分析,并采用振型分解反应谱和弹性/弹塑性时程分析方法,分析了该双塔高层钢结构在地震荷载作用下的结构响应.通过对计算结果的分析可以看出,通用有限元软件能够很好地对高层钢结构的抗震性能进行分析计算;双塔高层钢结构顶部鞭梢效应明显,建议通过减小顶部结构自重并在构造上予以重视加以解决.     

夹板式单层玻璃板面内受剪承载性能试验研究

近年来,夹板式玻璃幕墙在现代建筑中得到了日益广泛的应用,但对它的理论研究却滞后于工程应用.文中以试验为基础,结合有限元法,研究了不同类型的夹板约束对玻璃板在面内受剪作用下的应力和位移分布规律,以及面内受剪的作用机理,并通过试验数据验证了有限元法的有效性.研究表明:在加载的全过程中,夹板约束玻璃板的位移和应力都随着荷载的增长而线性增长,表现出明显的脆性破坏的特征;面外受弯和面内受剪的作用机理不同,前者是节点区弯拉破坏而后者是玻璃板在支承边界的受压破坏.