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  • 简介:薄膜结构与风环境之间存在着较强的耦合作用,并且这种耦合作用往往是薄膜结构动力稳定的决定性影响因素.附加质量是表征这种耦合作用的主要参数之一.本文以薄膜结构与风环境的静力耦合模型为基础,给出了附加质量的三种计算方法:势流理论法、简化流体力学模型法以及基于声学理论的有限元法,并对它们的适用范围进行了初步分析,为薄膜结构的风致动力效应研究奠定了基础.

  • 标签: 薄膜结构 流固耦合 附加质量 风环境 结构动力
  • 简介:目前关于钢管混凝土的耐火研究还主要集中在实心构件上,空心钢管混凝土的相关研究则不足。而实心钢管混凝土可以看作是空心钢管混凝土的特例,因此,很有必要将实心和空心钢管混凝土统一在一起进行研究。采用理论和有限元计算相结合的方法,对钢管混凝土构件在标准火灾下的承载力进行了研究。最终,给出了实、空心钢管混凝土构件在标准火灾下任意时刻的承载力计算公式和保护层厚度的计算方法

  • 标签: 空心钢管混凝土 耐火承载力 保护层厚度 计算方法
  • 简介:为防止火灾下防屈曲支撑的抗震性能降低,需确保在给定的耐火时间内,防屈曲支撑的芯材温度不高于临界温度和防屈曲支撑的弯曲刚度不低于最小需求刚度。通过增加防屈曲支撑填充层厚度,一方面可以降低火灾下支撑芯材的温度,另一方面可以增加火灾下防屈曲支撑的刚度。通过对芯材截面形状为十字形的防屈曲支撑火灾升温的有限元分析,研究了填充层厚度对支撑芯材温度和火灾下支撑刚度的影响。随着填充层厚度的增大,芯材温度降低,支撑刚度增大。根据火灾下防屈曲支撑强度和刚度均不降低的条件,给出了填充层最小厚度和防屈曲支撑套管最小尺寸的简化计算方法,并通过算例介绍了防屈曲支撑的抗火设计方法

  • 标签: 防屈曲支撑 临界温度 填充层厚度 火灾
  • 简介:钢管混凝土柱充分利用了钢和混凝土各自的优点,具有良好的结构受力性能和经济性,且施工方便,广泛应用于工程建设。由于钢管内部的混凝土能吸收大量的热量,钢管混凝土柱的抗火性能优于纯钢柱;但若不对其进行防火保护,大部分情况下其耐火极限不能满足规范要求;若对其按纯钢柱进行抗火设计,又会造成很大的浪费。目前国内外对钢管混凝土柱的耐火性能及抗火设计已进行了大量的研究,提出了一些抗火设计方法,但这些方法在实际工程应用中比较复杂,简便性有待提高。构件在火灾下的截面温度分布是抗火设计的基础,为此对10个圆钢管混凝土柱试件进行了标准火灾下非加载耐火试验,得到了火灾下截面温度分布情况;并进行了钢管混凝土柱火灾下截面温度场有限元分析,研究了柱直径、钢管厚度等的影响。进而提出了火灾下钢管混凝土柱钢管温度简化计算方法,其计算精度得到了试验及有限元计算结果的验证。

  • 标签: 圆钢管混凝土柱 耐火试验 截面温度分布 抗火设计 简化计算方法
  • 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: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
  • 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:分析对比了圆角多边形孔蜂窝梁孔间腹板屈曲承载力的不同计算理论,包括楔体理论模型、英国钢结构协会计算手册理论模型、LAWSON理论模型及斜压柱模型等。采用不同理论对蜂窝梁孔间腹板的屈曲承载力进行了计算,并与试验结果进行了对比。结果表明,应用于六边形孔的楔体理论计算值过于保守,与试验值偏差均超过50%;应用于圆形孔的英国钢结构协会计算手册理论模型及LAWSON理论模型计算值也过于保守,偏差范围在58%~70%之间;斜压柱理论相比其它方法计算结果较为准确,偏差范围在7.6%~39%之间。并采用验证的有限元方法分析了不同孔距、孔高及腹板厚度的蜂窝梁孔间腹板的屈曲承载力。应用斜压柱理论模型计算孔间腹板剪力承载力,与有限元参数分析结果对比表明,斜压柱模型按规范BS5950-1:2000计算的理论值过于保守,理论值与有限元结果比值范围在0.185~0.384之间;按规范EN1993-1-1计算的理论值评价孔距较小(S/d0=1.4)蜂窝梁的剪力承载力时偏于安全,理论值与有限元结果比值范围在0.878-0.972之间,当孔距较大(S/d0〉1.4)时,理论结果偏于不安全,理论值与有限元结果比值范围在1.054~1.818之间,需要进一步修正。

  • 标签: 蜂窝梁 圆角多边形孔 腹板屈曲 斜压柱模型 屈曲承载力
  • 简介:采用有限元方法研究了考虑内压影响的局部轴压作用下钢筒仓屈曲应力。考察了内压、局部轴压分布角及径厚比等因素对钢筒仓屈曲应力的影响。将内压与局部轴压作用下钢筒仓屈曲应力的分析结果与现有规范中关于内压与均匀轴压作用下钢筒仓屈曲应力的计算结果相比较,发现现有规范公式不能准确计算内压与局部轴压作用下钢筒仓的屈曲应力。在参数分析的基础上,提出了相应的考虑内压影响的局部轴压作用下钢筒仓屈曲承载力计算公式。经验证,该公式与有限元分析结果吻合较好。

  • 标签: 钢筒仓 屈曲应力 局部轴压 内压 计算方法
  • 简介:传统的Rayleigh阻尼系数计算法(两参考振型法)并不总是适用于单层柱面网壳的地震时程分析,对基于多参考振型的Rayleigh阻尼系数计算方法在单层柱面网壳中的应用进行了研究.分析结果表明,在某些地震波作用下,主要贡献振型数目较多,分布较为离散,且频率值相差较大,此种情况下基于多参考振型的计算方法比两参考振型法更为合理;而在另外一些地震波下,结构的主要贡献振型数目较少,分布较为集中,且频率值较为接近,此时基于多参考振型的计算方法和两参考振型法都可以应用.

  • 标签: 单层柱面网壳 时程分析 Rayleigh阻尼 多参考振型 加权最小二乘法
  • 简介:当钢柱三面受火时,沿截面方向会产生温度不均匀分布的现象。而现行规范假设各种受火情况下钢柱沿截面方向的温度分布均匀,并以此为前提提出了钢构件温度的计算公式。研究了受厚型防火涂料保护的钢柱在三面受火条件下截面温度的分布规律,利用有限元软件ABAQUS进行参数分析,参数分析的变量主要为截面形状系数,通过改变截面高度和腹板厚实现对截面形状系数的影响。通过对EC3中采用的受保护钢构件受火升温公式进行修正,建立了截面不同部位升温的计算方法,并给出沿截面不同温度分布曲线的计算公式。

  • 标签: 火灾 温度分布 钢柱 参数分析 计算方法
  • 简介:由于结构的高次超静定,处于结构整体中的约束构件与单个独立构件的抗火性能具有很大不同,这已在Cardinton试验以及一些火灾现象中得到了证实。影响约束组合梁抗火性能的参数很多,采用试验的方法研究这些参数的影响代价很高,本文利用经过试验检验的理论分析方法分析了荷载比、约束刚度、钢梁与混凝土相对面积比等对约束组合梁抗火性能的影响。并根据参数分析结果给出了考虑结构整体性影响的组合梁抗火实用计算方法,最后通过实例说明了实用抗火计算方法的应用。

  • 标签: 组合梁 参数分析 整体性 实用计算方法
  • 简介:对网壳杆件计算长度确定方法进行了总结,对压杆计算长度的现有研究进行了综述.结合一单层球面网壳,利用有限元分析方法对网壳杆件的计算长度进行了计算,并与规范取值进行了比较.提出了一种改进的杆件计算长度确定方法,并对同一单层网壳进行了计算对比,结果表明改进的网壳杆件计算长度确定方法能够较为便捷、精确地确定每根杆件的计算长度.对于其他类型的结构,该方法同样可以方便地确定压杆的计算长度.

  • 标签: 单层球面网壳 屈曲承载力 计算长度 压杆
  • 简介:选取轴对称肋环型索穹顶结构的1条肋,用约束力代替多余约束,根据力的平衡,推导了节点之间脊索与斜索共同传递的竖向力及径向水平力计算公式,给出了脊索、斜索、环索和撑杆初始预应力计算公式.本文方法将初始预应力分为两部分:一部分为中心脊索水平约束力为0、竖向荷载下的初始预应力值;一部分为中心脊索水平约束力为P的自平衡预应力.其中,自平衡预应力与P呈线性变化,可以通过提高约束力P提高整个索穹顶结构的初始预应力水平,从而满足各种荷载工况下的受力要求.最后,通过一个算例介绍了本文方法计算过程并验证了方法的正确性.

  • 标签: 索穹顶 肋环型索穹顶 初始预应力 竖向荷载 约束力
  • 简介:本文将有侧移失稳的框架柱计算长度系数与结构力学的D值法联系,论证了柱子计算长度系数计算柱子抗侧刚度系数,通过柱子计算长度系数可以较精确地确定整个楼层的抗侧刚度.本文计算表明考虑同层各柱的相互支援对框架柱计算长度系数进行修正后,薄弱层柱子的计算长度系数能够得到略偏安全的精度.利用整体分析时各个柱子的计算长度系数存在的关系就可以得到所有其它非薄弱层柱子的计算长度系数,且同样略偏安全.通过例子发现框架层与层相互作用的一个重要性质:层对层的支援,对同一层的每个柱子而言,获得的好处(临界力增加)或贡献出来的刚度(临界荷载的减小)具有相同的比例.本文对当前各种框架稳定性计算方法(传统的线性分析计算长度系数法、线性分析层整体稳定计算法、结构整体稳定计算法和二阶分析法)进行了简单的讨论.

  • 标签: 计算长度系数 柱子 稳定设计 框架柱 钢框架 整体稳定
  • 简介:目前,膜结构设计和验算中的两种方法——分步计算和整体计算均为人们所采用.分步计算是单独分析索和膜,再将反力施加在支撑结构上进行分析;而整体计算是将索和膜与下部支撑结构一起进行分析.随着计算机辅助设计软件的发展,过去不得已而为之的分步计算方法越来越显露出其不足之处.本文通过作者所在的研究组自主开发的索膜专用设计软件CAFA,分别由这两种方法对两个算例进行了对比分析,在此基础上得出在索膜结构设计中整体计算的必要性.

  • 标签: 索膜结构 分步计算 整体计算
  • 简介:锥头是螺栓球节点的重要连接件,现有规程中无明确计算条文,文章在总结国内有关锥头理论计算和试验结果的基础上,用多元线性回归分析方法,拟合出锥头简化公式。便于工程应用,文中还对目前生产的锥头进行了评述。

  • 标签: 锥头 螺栓球节点 连接件 极限承载力 强度问题 抗拉计算公式
  • 简介:本文对悬膜空间结构的一种破坏模式--膜的塑性拉伸失稳破坏进行探讨.对采用硬化材料的圆底球形膜、圆底非球形膜及非圆浅膜,分别求出塑性失稳时的极限应力和应变,为膜结构正常工作状态提供设计依据.

  • 标签: 悬膜结构 塑性失稳 硬化材料 超限应力