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建筑结构因突发事件的作用易引发连续性倒塌事故,结构的鲁棒性对防止结构发生连续性倒塌至关重要。目前结构的鲁棒性研究较多关注整体结构的倒塌控制理论,对于节点在结构连续性倒塌条件下的性态研究尚未展开。本项目以多高层建筑广泛采用的钢管柱-H型梁节点为对象,通过开展结构初始局部破坏条件下的节点力学性态试验和组件试验,以及包含有节点区局部非连续变形、动力效应等物理力学特征的精细化数值模拟分析,考察了节点在结构初始局部失效后的塑性发展、裂纹失稳扩展、板件屈曲直至悬链行为形成的演化全过程,揭示了钢管柱-H型梁节点在结构连续性倒塌条件下的力学性态与失效机理。同时,建立了基于组件策略并易于整体结构连续性倒塌分析程序封装的节点精细化性态响应模型,提出了可供工程应用的增强结构鲁棒性的节点设计方法与构造方案。研究成果可为保障我国重要多高层建筑结构的安全建设和运营提供技术支撑。 2100433B
建筑结构因突发事件的作用易引发连续性倒塌事故,结构的鲁棒性对防止结构发生连续性倒塌至关重要。目前结构的鲁棒性研究较多关注整体结构的倒塌控制理论,对于节点在结构连续性倒塌条件下的性态研究尚未展开。本项目以多高层建筑广泛采用的钢管柱-H型梁节点为对象,通过开展结构初始局部破坏条件下的节点力学性态试验和组件试验,以及包含有节点区局部非连续变形、动力效应等物理力学特征的精细化数值模拟分析,考察节点在结构初始局部失效后的塑性发展、裂纹失稳扩展、板件屈曲直至悬链行为形成的演化全过程,揭示钢管柱-H型梁节点在结构连续性倒塌条件下的力学性态与失效机理。同时,建立基于组件策略并易于整体结构连续性倒塌分析程序封装的节点精细化性态响应模型,提出可供工程应用的增强结构鲁棒性的节点设计方法与构造方案。研究成果将为保障我国重要多高层建筑结构的安全建设和运营提供技术支撑。
钢管柱与梁连接,钢柱可以采用异形柱定义布置。
主楼转换层以下为框支柱,框支柱采用劲性钢管砼结构。劲性钢管砼柱芯为圆钢管,其材质为Q345B钢管,上面融焊锚钉,以与C60钢筋砼紧密结合,共同构成劲性钢管砼柱。钢管柱由专业厂家加工,焊条选择适用于...
1、制作2、安装3、场内运输4、油漆
垂直加劲肋方钢管柱-H梁节点加劲肋的设计
垂直加劲肋节点适于柱截面较小的方钢管(矩形管)柱和H型钢梁节点。因此,采用有限元方法,以垂直加劲肋长度和高度为主要参数,对垂直加劲肋节点的承载力、刚度、应力分布和破坏模式进行了分析。研究表明:垂直加劲肋节点承载力、弹性刚度较大;垂直加劲肋长度对节点承载力和刚度都有贡献;加劲肋高度只对节点刚度有影响。最后提出了加劲肋设计公式,供工程参考。
H型钢梁与钢管柱刚性连接节点抗震性能研究
将隔板内连式和贯通式节点相结合并加以改进,提出了H型钢梁-钢管柱刚性连接的新型节点。该节点既克服了隔板贯通式节点下隔板宽度大于墙体影响室内美观与布置的缺点,又使梁下翼缘与柱的连接像上翼缘与柱的连接一样得到有效加强,适合在居住建筑中使用。对该节点的抗震性能进行比较系统的分析研究,包括运用非线性有限元程序ANSYS,模拟低周反复加载试验;制作多个足尺模型,进行实际的低周反复加载试验。结果表明该节点具有良好的延性和耗能能力,且塑性铰都出现在加强段以外的梁上。通过两种研究方法的比较,也可以看出有限元模拟试验是研究新型节点连接性能的有效方法,在通常情况下,能用来代替实际试验,以达到减少研究时间和研究费用的目的。
为减少意外事件下大跨空间结构的倒塌事故,本项目针对应用广泛的斜拉结构,研究其鲁棒性、抗连续倒塌性能和倒塌控制策略。从能量角度出发,结合敏感性分析思想,提出一种构件重要性判断方法;并提出一种空间结构的对称性搜索和判断的方法,利用群论修正求解策略,提高计算效率。在此基础上,结合构件自身的可靠度,进行斜拉结构的鲁棒性研究。利用向量式有限元方法编制斜拉结构连续倒塌数值模拟程序,研究斜拉结构在初始杆件失效后的内力重分布机制与结构连续倒塌机理,并分析合理的初始预应力水平和分布。用折纸型屈曲约束构件代替结构中的关键杆件,提高斜拉结构抗连续倒塌能力;并研究檩条、屋面板对斜拉结构抗连续倒塌能力的作用。为验证连续倒塌数值模拟方法和结果的正确性,进行斜拉结构及利用倒塌控制策略加强后斜拉结构的连续倒塌动力试验研究;在模型试验的基础上,提出相应的设计、施工建议。本项目的完成将对我国大跨空间结构的发展起到重要作用。
为减少意外事件下大跨空间结构的倒塌事故,本项目针对应用广泛的斜拉结构,研究其鲁棒性、抗连续倒塌性能和倒塌控制策略。结合敏感性分析思想,充分考虑到空间网格结构非线性明显的特征,提出了一种基于切线刚度的重要构件判断方法,进一步验证了刚度矩阵的行列式比结构稳定因子更适合作为结构的响应。分别定义了无荷载作用下的构件重要性系数和荷载作用下的重要性系数,通过算例分析了不同支座条件、构件刚度、荷载等级和荷载分布形式对构件重要性的影响及相应的变化规律。将构件失效前后杆件应变能的变化作为结构鲁棒性的衡量指标,提出一种空间结构的对称性搜索和判断的方法,利用群论修正求解策略,提高计算效率。在此基础上,结合构件自身的可靠度,进行斜拉结构的鲁棒性研究。采用全过程动力分析方法和合适的参数,分别对斜拉结构在内索、边索、角索断裂失效的情况下进行抗连续倒塌能力分析。在设计荷载组合下控制结构不同的平均应力比值,得到不同构件截面大小的结构模型,然后对这些模型进行动力放大系数的研究。进行考虑初始缺陷的空间结构连续倒塌静力仿真分析,并编制斜拉结构连续倒塌数值模拟程序,给出了ANSYS中基于等效荷载卸载法的结构抗连续倒塌的具体分析流程,研究结构在初始杆件失效后的内力重分布机制与结构连续倒塌机理,并分析合理的初始预应力水平和分布。提出斜拉结构抗连续倒塌的设计方法,并结合天津梅江会展中心结构的抗连续倒塌设计,探讨大跨空间结构的抗连续倒塌的设计方法,并给出结构抗连续倒塌的措施。设计折纸型屈曲约束构件代替结构中的关键杆件,提高斜拉结构抗连续倒塌能力。本项目的完成将对我国大跨空间结构的发展起到重要作用。
前言
第1章 绪论
第2章 基于频率分析的工程结构设计方法研究
第3章 基于振型分析的工程结构设计方法研究
第4章 特征参量在结构设计中的综合应用
第5章 工程结构动力计算参数和性态目标的确定
第6章 基于特征参量的工程结构性态设计
第7章 结论与展望
参考文献