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建筑科学 2017年第09期杂志 文档列表

建筑科学杂志计算分析

集中荷载作用下悬臂箱型梁剪力滞效应解析分析1-6

摘要：考虑外荷载作用为竖向集中荷载,采用狄拉克函数处理由外荷载引起的势能,建立箱梁的总势能泛函,对总势能泛函求一阶变分可以得到箱梁挠度和附加挠度的域内控制微分方程及边界条件。求解附加挠度的二阶常系数非齐次线性微分方程可以得到集中荷载作用在梁任意位置时附加挠度的一般表达式。针对边界条件为左端固定右端自由的悬臂箱型梁,结合经典梁挠度,可以得到箱梁挠度和应力的表达式。在此基础上,推导了剪力滞系数的表达式。算例分析表明：基于附加挠度定义的应力计算方法与传统解析方法和试验方法吻合良好,但是附加挠度物理意义明确,边界条件容易处理,实际中容易量测;相对于传统基于应力定义的剪力滞系数在接近零弯矩截面时剪力滞系数就有趋于无穷大的趋势,基于挠度定义的剪力滞系数能够反映沿着远离固定端截面,剪力滞效应逐渐降低的趋势。

集中荷载作用下悬臂箱型梁剪力滞效应解析分析1-6

摘要：考虑外荷载作用为竖向集中荷载,采用狄拉克函数处理由外荷载引起的势能,建立箱梁的总势能泛函,对总势能泛函求一阶变分可以得到箱梁挠度和附加挠度的域内控制微分方程及边界条件。求解附加挠度的二阶常系数非齐次线性微分方程可以得到集中荷载作用在梁任意位置时附加挠度的一般表达式。针对边界条件为左端固定右端自由的悬臂箱型梁,结合经典梁挠度,可以得到箱梁挠度和应力的表达式。在此基础上,推导了剪力滞系数的表达式。算例分析表明:基于附加挠度定义的应力计算方法与传统解析方法和试验方法吻合良好,但是附加挠度物理意义明确,边界条件容易处理,实际中容易量测;相对于传统基于应力定义的剪力滞系数在接近零弯矩截面时剪力滞系数就有趋于无穷大的趋势,基于挠度定义的剪力滞系数能够反映沿着远离固定端截面,剪力滞效应逐渐降低的趋势。

预制混凝土楼梯对框架结构的抗震性能影响分析7-12

摘要：建立预制混凝土楼梯和现浇混凝土楼梯的框架结构有限元分析模型,在反应谱分析中研究了预制楼梯相比于现浇楼梯对框架结构抗震性能的影响及楼梯自身的抗震性能。运用Pushover进行非线性分析得到了岀铰情况,研究了预制楼梯框架模型在大震下处于弹塑性状态时的工作性能。

预制混凝土楼梯对框架结构的抗震性能影响分析7-12

摘要：建立预制混凝土楼梯和现浇混凝土楼梯的框架结构有限元分析模型,在反应谱分析中研究了预制楼梯相比于现浇楼梯对框架结构抗震性能的影响及楼梯自身的抗震性能。运用Pushover进行非线性分析得到了岀铰情况,研究了预制楼梯框架模型在大震下处于弹塑性状态时的工作性能。

圆钢管混凝土压弯剪构件受力性能分析13-20

摘要：本文基于有限元软件ABAQUS对圆钢管混凝土压弯剪构件力学性能进行研究,通过对以往试验结果的模拟对比验证了模型的合理性,并对典型构件受力全过程荷载-位移曲线、构件破坏形态、荷载分配、应力分布和界限剪跨比进行了研究。研究结果表明：典型构件的荷载-位移曲线大致分为弹性阶段、弹塑性阶段和塑性阶段;根据剪跨比的不同可将构件的破坏形式分为压剪、压弯剪和压弯;轴压比的改变对荷载分配曲线的形状有较大影响;剪跨比、轴压比、含钢率、钢材强度及混凝土强度对构件抗剪承载力和弹性阶段刚度都有不同程度的影响。

圆钢管混凝土压弯剪构件受力性能分析13-20

摘要：本文基于有限元软件ABAQUS对圆钢管混凝土压弯剪构件力学性能进行研究,通过对以往试验结果的模拟对比验证了模型的合理性,并对典型构件受力全过程荷载-位移曲线、构件破坏形态、荷载分配、应力分布和界限剪跨比进行了研究。研究结果表明:典型构件的荷载-位移曲线大致分为弹性阶段、弹塑性阶段和塑性阶段;根据剪跨比的不同可将构件的破坏形式分为压剪、压弯剪和压弯;轴压比的改变对荷载分配曲线的形状有较大影响;剪跨比、轴压比、含钢率、钢材强度及混凝土强度对构件抗剪承载力和弹性阶段刚度都有不同程度的影响。

节点域尺寸对H型钢截面局部钢框架水平位移影响的研究21-28

摘要：为了研究钢框架总水平位移与柱、梁、节点域变形之间的规律,以节点域高宽比、节点域宽度与层高比、柱与梁刚度比及结构跨高比等为主要研究参数,建立包括柱、梁、节点域的H型钢截面局部钢框架模型,并采用弹性分析方法进行研究。结果表明：节点域宽度与层高比相同、节点域高宽比增大时,梁水平位移比增大、节点域水平位移比减小、柱水平位移比变化不明显;结构跨高比增大时,节点域水平位移比增大,而梁水平位移量减小;节点域剪切变形引起的水平位移占模型总水平位移的30%左右;节点域宽度与层高比为0.1时,模型总水平位移比大于1,按现行不考虑节点域变形影响的基于位移抗震设计法计算时可能导致过小评价结构水平位移。

节点域尺寸对H型钢截面局部钢框架水平位移影响的研究21-28

摘要：为了研究钢框架总水平位移与柱、梁、节点域变形之间的规律,以节点域高宽比、节点域宽度与层高比、柱与梁刚度比及结构跨高比等为主要研究参数,建立包括柱、梁、节点域的H型钢截面局部钢框架模型,并采用弹性分析方法进行研究。结果表明:节点域宽度与层高比相同、节点域高宽比增大时,梁水平位移比增大、节点域水平位移比减小、柱水平位移比变化不明显;结构跨高比增大时,节点域水平位移比增大,而梁水平位移量减小;节点域剪切变形引起的水平位移占模型总水平位移的30%左右;节点域宽度与层高比为0.1时,模型总水平位移比大于1,按现行不考虑节点域变形影响的基于位移抗震设计法计算时可能导致过小评价结构水平位移。

K型相贯管节点抗冲击动力性能分析与加强研究29-34

摘要：以钢管桁架K型相贯管节点及中空夹层钢管混凝土加强节点为研究对象,展开抗冲击性能研究。首先,介绍了冲击荷载作用的分析方法,然后在ANSYS/LS-DYNA软件中建立了K型节点及加强节点冲击模型,不断变换冲击物的质量和速度对节点进行冲击。结果表明,节点加强后对于具体冲击形态影响不大,主要影响相应破坏形态的临界冲击能量;节点加强后冲击荷载响应增大,但是位移、塑性应变等动力响应均降低;节点所吸收的能量也明显降低,最多可降低51.98%。

K型相贯管节点抗冲击动力性能分析与加强研究29-34

摘要：以钢管桁架K型相贯管节点及中空夹层钢管混凝土加强节点为研究对象,展开抗冲击性能研究。首先,介绍了冲击荷载作用的分析方法,然后在ANSYS/LS-DYNA软件中建立了K型节点及加强节点冲击模型,不断变换冲击物的质量和速度对节点进行冲击。结果表明,节点加强后对于具体冲击形态影响不大,主要影响相应破坏形态的临界冲击能量;节点加强后冲击荷载响应增大,但是位移、塑性应变等动力响应均降低;节点所吸收的能量也明显降低,最多可降低51.98%。

V形偏心支撑钢框架耗能单元抗震性能数值分析35-41

摘要：为研究V形偏心支撑钢框架耗能单元的抗震性能,利用有限元软件ABAQUS建立模型并进行了数值分析,研究了梁柱线刚度比、耗能段长度、轴压比变化对其抗震性能的影响。研究表明：V形偏心支撑钢框架具有良好的滞回能力,梁柱线刚度比越大,其承载力越高、刚度越大,但耗能能力和延性越差;耗能段长度越大,其承载力越低、刚度越小,但延性几乎不变;轴压比越大,其承载力越低、耗能能力越差,轴压比大于0.6时,轴压比增大其刚度和延性呈减弱趋势。

V形偏心支撑钢框架耗能单元抗震性能数值分析35-41

摘要：为研究V形偏心支撑钢框架耗能单元的抗震性能,利用有限元软件ABAQUS建立模型并进行了数值分析,研究了梁柱线刚度比、耗能段长度、轴压比变化对其抗震性能的影响。研究表明:V形偏心支撑钢框架具有良好的滞回能力,梁柱线刚度比越大,其承载力越高、刚度越大,但耗能能力和延性越差;耗能段长度越大,其承载力越低、刚度越小,但延性几乎不变;轴压比越大,其承载力越低、耗能能力越差,轴压比大于0.6时,轴压比增大其刚度和延性呈减弱趋势。

不同模量对土坯砌体正交各向异性的影响分析42-47

摘要：取掺有麦秸秆的改性土坯砌体顺砖组砌等效体积单元（RVE）进行隔离体平衡受力分析,引入拉压不同模量理论,与传统拉压相同模量弹性理论计算分析得到的等效弹性模量对比。结果表明土坯砌体的正交各向异性不但与土坯砌体内部组成构件的空间受力状态有关,且在很大程度上受土坯砌体组成构件拉压不同模量的影响。土坯属于脆性材料,具备很强的不同模量性质,该理论的引入可较为准确地得到土坯砌体RVE的等效弹性模量,并在一定程度上克服了应用经典弹性力学理论数值模拟分析所得结果偏大的弱点。

不同模量对土坯砌体正交各向异性的影响分析42-47

摘要：取掺有麦秸秆的改性土坯砌体顺砖组砌等效体积单元(RVE)进行隔离体平衡受力分析,引入拉压不同模量理论,与传统拉压相同模量弹性理论计算分析得到的等效弹性模量对比。结果表明土坯砌体的正交各向异性不但与土坯砌体内部组成构件的空间受力状态有关,且在很大程度上受土坯砌体组成构件拉压不同模量的影响。土坯属于脆性材料,具备很强的不同模量性质,该理论的引入可较为准确地得到土坯砌体RVE的等效弹性模量,并在一定程度上克服了应用经典弹性力学理论数值模拟分析所得结果偏大的弱点。

建筑科学杂志试验研究

配玄武岩纤维格栅蒸压加气混凝土砌块砌体基本力学性能试验48-54

摘要：实现薄灰缝设计是蒸压加气混凝土砌块砌体推广中的关键问题之一,为解决这一问题需要寻找一种抗拉强度高且厚度较薄的材料代替传统拉结钢筋,通过配玄武岩纤维格栅蒸压加气混凝土砌块砌体基本力学性能试验,研究了玄武岩纤维制品网格尺寸、断裂强度、铺设层数以及在纤维表面涂覆环氧树脂等因素对砌体基本力学性能的影响。结果表明：与普通砌体相比,配玄武岩纤维格栅砌体抗压强度增加约10%,抗剪强度增加约13%,砌块强度利用率提高8%左右。灰缝厚度为5mm,能实现薄灰缝的要求。

配玄武岩纤维格栅蒸压加气混凝土砌块砌体基本力学性能试验48-54

摘要：实现薄灰缝设计是蒸压加气混凝土砌块砌体推广中的关键问题之一,为解决这一问题需要寻找一种抗拉强度高且厚度较薄的材料代替传统拉结钢筋,通过配玄武岩纤维格栅蒸压加气混凝土砌块砌体基本力学性能试验,研究了玄武岩纤维制品网格尺寸、断裂强度、铺设层数以及在纤维表面涂覆环氧树脂等因素对砌体基本力学性能的影响。结果表明:与普通砌体相比,配玄武岩纤维格栅砌体抗压强度增加约10%,抗剪强度增加约13%,砌块强度利用率提高8%左右。灰缝厚度为5mm,能实现薄灰缝的要求。

型钢区域约束混凝土柱抗震性能试验研究及CDP模型参数分析55-64

摘要：通过一剪跨比为3.43的型钢区域约束混凝土柱的试验研究和有限元模拟分析对其抗震性能进行了研究,研究表明：高轴向压力下型钢区域约束混凝土柱抗震性能良好。同时,补充分析了11个有限元模型,研究了膨胀角、粘性系数及受压损伤对型钢区域约束混凝土柱有限元模型抗震性能的影响。分析表明：膨胀角取值越小,水平承载力越低、割线刚度越小、等效粘滞阻尼系数越大;粘性系数取值较小时模型不易收敛,取值较大时模拟结果与试验结果差异较大;混凝土损伤取值越小（βc越大）,模型水平承载力越大,割线刚度越大,水平加载位移较小时βc取值对模型的等效粘滞阻尼系数影响不大,水平加载位移达一定值后βc取值越小,等效粘滞阻尼系数随加载水平位移增大而增大的幅度越快。

型钢区域约束混凝土柱抗震性能试验研究及CDP模型参数分析55-64

摘要：通过一剪跨比为3.43的型钢区域约束混凝土柱的试验研究和有限元模拟分析对其抗震性能进行了研究,研究表明:高轴向压力下型钢区域约束混凝土柱抗震性能良好。同时,补充分析了11个有限元模型,研究了膨胀角、粘性系数及受压损伤对型钢区域约束混凝土柱有限元模型抗震性能的影响。分析表明:膨胀角取值越小,水平承载力越低、割线刚度越小、等效粘滞阻尼系数越大;粘性系数取值较小时模型不易收敛,取值较大时模拟结果与试验结果差异较大;混凝土损伤取值越小(βc越大),模型水平承载力越大,割线刚度越大,水平加载位移较小时βc取值对模型的等效粘滞阻尼系数影响不大,水平加载位移达一定值后βc取值越小,等效粘滞阻尼系数随加载水平位移增大而增大的幅度越快。