侧边加劲半圆形波纹钢板墙的抗侧性能

为改善平钢板剪力墙受剪易屈曲及面外刚度小的问题,提出侧边加劲半圆形波纹钢板墙. 基于两边连接侧边加劲半圆形波纹钢板墙的力学特点给出其简化力学模型,推导了弹性初始刚度及承载力公式,并给出弹性屈曲临界荷载计算公式;采用有限元软件ABAQUS对22个单层侧边加劲半圆形波纹钢板墙进行了弹性屈曲分析及非线性推覆分析,验证了理论公式的有效性;研究了各设计参数对侧边加劲半圆形波纹钢板墙屈曲性能和破坏模式的影响. 研究结果表明:侧边加劲半圆形波纹钢板墙的弹性屈曲临界荷载较平钢板墙有显著提高;为保证侧边加劲半圆形波纹钢板墙发生整体屈曲,圆形直径及加劲肋厚度比应满足相应取值要求;随着跨高比的增大、高厚比的减小及半圆形直径的增大,钢板墙的弹性屈曲临界荷载基本呈线性增长;侧边加劲肋的肋宽及肋厚对波纹钢板墙弹性屈曲临界荷载的影响较小;在侧向荷载作用下,当直径大于30 mm时,侧边加劲半圆形波纹钢板墙的屈服先于屈曲;侧边加劲半圆形波纹钢板墙存在3种破坏模式,即弯曲破坏、弯剪破坏及形成拉力带形式的“褶皱”.      

桥梁减震设计中防屈曲耗能支撑研究

防屈曲耗能支撑通过在普通钢支撑的外围设置套管等约束机制,防止了普通支撑的受压屈曲而使得全截面达到受压屈服,提高了结构大震时的滞回耗能性能。通过合理的设计和制造．防屈曲耗能支撑可在罕遇地震发生时率先屈服．利用钢材良好的滞回耗能性能消耗地震输入的能量,保护桥梁主体结构免遭破坏。     

开口薄壁箱结构拱肋屈曲分析及提高屈曲特征值的方法研究

针对实际工程中的复杂结构,通过引入屈曲特征值影响系数,提出一种提高结构屈曲特征值的实用优化方法。将结构有限元模型划分为一定数量的具有相近重量的子区域,通过计算各子区域的单元厚度改变微小量后结构的屈曲特征值的改变量,获得每个子区域的屈曲特征值影响系数。再结合渐进结构优化方法的思路,形成一种复杂结构实用屈曲优化方法。以贵州花江大桥为例,对其转体过程中的屈曲进行了分析,并对其提高稳定的优化方法进行了研究。结果表明:采用该方法在改变结构材料分布但不改变结构重量的情况下,能有效提高结构屈曲特征值。     

基于CR列式的壳屈曲分析

为解决薄壁结构屈曲分析的非线性计算问题,针对壳单元大位移、小应变分析,提出了基于更新拉格朗日CR列式的计算方法.该方法采用更新拉格朗日列式建立壳单元在大位移下的平衡方程,利用能量原理得到单元刚度矩阵.求解过程中,采用极分解方法计算变形后单元的随动坐标和单元节点的刚体转动;引入有限转动理论,从总位移中扣除刚体位移,得到节点变形,进而采用小应变理论计算单元应力,得到当前荷载步下的单元状态.最后,通过编制的程序对2个薄壳结构受力后的屈曲行为进行了分析.算例表明,用基于CR列式的非线性分析方法求解壳失稳问题具有较高的效率和精度.     

凸形钢箱拱肋截面荷载试验和有限元分析

以宁波市东外环甬江大桥凸形钢箱拱肋截面为对象,应用预应力钢绞线的自平衡加载方式进行了1∶4的拱肋节段缩尺模型荷载试验,采用板壳单元和实体单元建立了有限元模型,进行了非线性分析,研究了考虑初始缺陷和局部屈曲的凸形钢箱拱肋截面的受力特性、实际承载能力和局部失稳机理。研究结果表明:各测点实测应力与截面平均应力较接近,根据测点实测应力与截面平均应力之间的关系可将凸形截面分成4类测点;有限元所得应力与实测应力趋势相同,数值相近;凸形钢箱拱肋截面的强度折减系数为0.94～0.98;纵向加劲肋和横隔板结构能有效防止凸形截面加劲板件的局部屈曲;在极限荷载作用下节段出现了凹凸的波节,由于各加劲板出平面位移过大而导致无法继续承载。     

新型混接式脚手架极限承载力研究

研究一种焊接与销接混合连接而成的新型脚手架.借鉴了双排扣件式以及门式脚手架的计算方法,运用轴心受压构件屈曲理论对该混接式脚手架的极限承载力进行理论分析.首先建立一个双排六步三跨混接式脚手架有限元模型,通过特征值屈曲分析其4种失稳形式及其极限承载力;然后研究了立杆纵距、步距与连墙件位置等参数对脚手架的极限承载力的影响;最后将结果与同尺寸的扣件式脚手架进行对比,得出该类型脚手架的极限承载力优于扣件式脚手架的结论.     

点蚀损伤船体结构板的极限剪切屈曲强度研究

腐蚀损伤导致船体结构板的极限承载能力大幅度下降。文章采用腐蚀体积描述板的点蚀损伤程度,模拟船体结构板的点蚀损伤形态,在点蚀损伤板模型中变化板的厚度、点蚀数目、点蚀直径以及点蚀分布等要素,实施系列有限元数值模拟计算,在进行理论分析的基础上,采用统计学方法,建立了点蚀损伤板极限剪切屈曲强度的评估方法,得到了点蚀损伤板极限剪切屈曲强度的计算公式。从而确立了基于腐蚀体积的点蚀损伤船体结构板极限剪切屈曲强度的评价技术,可为在役海船点蚀损伤后的安全性评估提供有效的技术手段。     

基于CSR的散货船最首尾货舱结构强度分析

参考散货船共同结构规范要求,研究最首货舱和最尾货舱有限元直接计算的若干要点,包括模型范围和要求、计算载荷和工况的选择和模型处理方法等。探讨共同规范屈服和屈曲强度评估准则,利用MSC Patran/Nastran和英国劳氏船级社(LR)的Shipright软件对某散货船的最首和最尾货舱舱段结构进行强度计算和评估,并提出加强方案,使其满足散货船共同结构规范直接强度分析的要求。     

大型浮船坞横向强度数值分析

随着船舶事业迅速发展,作为海上浮动的船舶修理平台的浮船坞,已经成为船舶维修的物质基础,是不可缺少的基础设施。要保证待修船舶安全入坞和船坞自身安全,就需要对浮船坞的横向强度,剪切和屈曲强度有很高的要求。文中以某一大举力浮船坞为研究对象,对浮船坞横向强度数值分析,期望为相关设计人员提供技术支持。     

装配式钢框架建筑屈曲约束支撑抗震性能研究

为解决多层装配式钢框架消能结构连接方式对其抗震性能的影响,以新建石景山区北辛安社区养老及助残服务中心为研究对象,运用室内物理模拟的手段,建立了预埋件连接和焊接连接2种不同的小比例尺试件,对比两者的滞回曲线、骨架曲线、刚度曲线、延性和耗能参数等抗震性能指标。结果表明：两种连接方式的滞回曲线都呈饱满的梭形,耗能性能良好;相比于焊接连接,预埋件连接的屈曲约束支撑屈服位移明显增加、屈服荷载则降低,极限位移和极限荷载的变化规律则恰好相反;两种连接方式的初始刚度接近,割线刚度随位移的增加均呈现指数降低;相同位移下,预埋件连接的试件具有更大的割线刚度,但延性系数更小;预埋件连接试件的能量耗散系数、等效黏滞阻尼系数均约为焊接连接试件的0.81倍,表明屈曲约束支撑采用焊接连接方式具有更为优越的抗震性能。