检索结果-南通市图书馆

作者：孟庆轩河北工程大学

学位级别：硕士

钢框架梁柱节点的抗震性能,对框架结构的安全起着至关重要的作用。在地震作用下,为了使塑性铰远离节点焊缝,防止节点焊缝处发生脆性破坏,以实现“强节点弱构件”的理念,同时,使设备管线方便地在梁上穿行,本文通过ANSYS有限元软件对翼缘... 详细信息

钢框架梁柱节点的抗震性能,对框架结构的安全起着至关重要的作用。在地震作用下,为了使塑性铰远离节点焊缝,防止节点焊缝处发生脆性破坏,以实现“强节点弱构件”的理念,同时,使设备管线方便地在梁上穿行,本文通过ANSYS有限元软件对翼缘开孔削弱型节点的抗震性能进行深入分析。首先,本文从节点塑性铰转移、应力路径、滞回曲线、骨架曲线、节点耗能能力和节点极限承载力等方面出发,对翼缘开孔削弱型节点与未削弱普通节点对比分析。结果表明:翼缘开孔削弱型节点可以使节点塑性铰远离梁端焊缝处,从而有效保护梁端焊缝,改善节点延性和耗能能力。其次,本文对20个不同削弱参数的翼缘开孔削弱型节点进行参数化分析,研究了削弱起始长度Ac、孔洞中心距梁边距离Bc、翼缘开孔直径Dc、翼缘孔洞中心间距Lc和翼缘开孔数量Nc对翼缘开孔削弱型节点抗震性能的影响。结果表明:各削弱参数在合理取值范围内,能显著提高节点抗震性能,同时降低翼缘开孔对节点承载力的影响。其中,削弱参数Ac和Dc对节点塑性铰位置、节点耗能能力和节点极限承载力的影响最大。最后,提出了削弱参数的合理取值范围,为翼缘开孔削弱型节点进一步研究奠定了基础,并为实际工程设计提供了重要的理论依据。

关键词：翼缘开孔塑性铰耗能能力抗震性能削弱参数

基于ANSYS的钢框架结构地震作用分析研究

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基于ANSYS的钢框架结构地震作用分析研究

作者：周晓慧河北工程大学

学位级别：硕士

钢结构以其抗震性能好等多方面的优点广泛被建筑结构行业取用，钢框架结构结合了钢结构抗震的优良性能与框架结构空间分配合理的优势，越来越广泛的被建筑结构所应用，本文利用有限元软件ANSYS对钢框架结构模型进行了地震作用分析。在... 详细信息

钢结构以其抗震性能好等多方面的优点广泛被建筑结构行业取用，钢框架结构结合了钢结构抗震的优良性能与框架结构空间分配合理的优势，越来越广泛的被建筑结构所应用，本文利用有限元软件ANSYS对钢框架结构模型进行了地震作用分析。在明确了建筑结构进行地震响应分析的一些相关知识后，利用有限元软件ANSYS建立了二层、五层、八层三个仅有高宽比不同的钢框架模型，三个模型包含了低层、多层以及小高层三种类型的钢框架，对三个钢框架模型进行模态分析以及地震响应的有限元计算方法总结，再分别对三个钢框架利用地震波响应和地震谱响应两种方法进行ANSYS计算分析。得出以下结论。得到结构的固有频率，为后面地震谱响应的分析提供频率和周期的数据，并得到结构模态分析振型图，将三个模型模态分析得到的自振频率，取倒数转化为自振周期。进行对比发现楼层越高自振周期的范围越大，即越容易发生共振。模态分析是对钢框架结构地震作用研究的前提和必须的步骤。对重要的或带有研究性质的钢结构进行抗震计算，可以优先采取将地震作用按照地震波响应和按照地震谱响应来计算这两种方法，本文利用ANSYS对这两种方法的解题原理和方法步骤进行详细的描述，为解题提供思路和方法。得到地震波响应振型、位移响应曲线以及地震谱响应曲线，再对各自得到的结果图形和曲线进行提取数值、观察分析，得出最大变形、最大应力、最大位移等计算数据和结果，并对各个钢框架地震作用的结果进行分析。通过地震波响应分析数据发现随着楼层的增加，钢框架的最大变形和最大应力也是逐级增大;通过地震谱响应分析数据再加上模态分析所得的频率值，可以说钢框架层数越高越容易发生共振。

关键词：钢框架结构 ANSYS 地震波响应地震谱响应共振

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偏心支撑钢框架受力性能的有限元分析

偏心支撑钢框架受力性能的有限元分析

作者：张付彬河北工程大学

学位级别：硕士

K型偏心支撑是偏心支撑体系的一种主要形式。针对K型偏心支撑具有提高结构的抗侧刚度并产生耗能梁段提高结构耗能能力的特点，在考虑结构材料非线性的基础上，利用ABAQUS有限元软件对耗能梁段长度不同的K型偏心支撑钢框架结构模型进行... 详细信息

K型偏心支撑是偏心支撑体系的一种主要形式。针对K型偏心支撑具有提高结构的抗侧刚度并产生耗能梁段提高结构耗能能力的特点，在考虑结构材料非线性的基础上，利用ABAQUS有限元软件对耗能梁段长度不同的K型偏心支撑钢框架结构模型进行模拟加载分析。通过对模型在单向荷载作用下的受力性能和循环荷载作用下的滞回能力进行比较分析，了解K型偏心支撑结构的延性、承载力、抗侧刚度和耗能能力的变化情况，得出K型偏心支撑结构体系耗能梁段的长度对结构受力性能的影响。并在此基础上利用K型偏心支撑模型的分析结果与一个选材合理的Y型偏心支撑模型的ABAQUS有限元分析结果进行比较，通过对比分析得到K型偏心支撑钢框架的特点。分析发现偏心支撑体系的支撑与梁进行偏心连接形成耗能梁段，使钢结构框架既具有中心支撑结构的优点，即有效的提高框架结构的刚度和强度的作用，又可以发挥支撑偏心连接所形成的耗能梁段的抗震耗能作用，提高框架结构的抗震耗能能力和结构的延性。

关键词： K型偏心支撑 ABAQUS有限元循环荷载耗能梁段滞回性能

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装配式建筑外挂墙板组合效应研究

装配式建筑外挂墙板组合效应研究

作者：李佳星河北工程大学

学位级别：硕士

装配式建筑与传统建筑物相比,品质优良、施工速度快、整体成本低。在实现建筑工业化的过程中,由于预制混凝土构件是不可或缺的一部分,所以对预制夹芯保温板开展了大量研究,其中连接件是夹芯保温板中最重要部分。预制混凝土夹芯保温板的... 详细信息

装配式建筑与传统建筑物相比,品质优良、施工速度快、整体成本低。在实现建筑工业化的过程中,由于预制混凝土构件是不可或缺的一部分,所以对预制夹芯保温板开展了大量研究,其中连接件是夹芯保温板中最重要部分。预制混凝土夹芯保温板的最大优势是保温隔热性能良好。目前,国内少有在夹芯保温板连接件上的研究实验,缺乏大量的试验数据支撑夹芯保温板连接件的可靠性。因此需要对预制混凝土夹芯保温板连接件做进一步研究。本文对桁架筋型夹芯保温板进行试验研究,共设计制作6个桁架筋型夹芯保温板。观察试件在外静力荷载作用下的破坏过程、破坏形态、荷载-应变曲线、荷载-位移曲线和裂缝的形成情况及组合效应。首先设计桁架筋型夹芯保温板和设计试验流程,对试件W-1、W-2、W-3、W-4进行抗弯试验,对试件J-1、J-2进行抗剪试验。分析实验中试件裂缝的形成过程、荷载-应变曲线、荷载位移曲线。抗弯试件W-1、W-2、W-3、W-4是以混凝土板厚度和保温板厚度为研究变量,抗剪试件J-1、J-2是以保温板厚度为研究变量。抗弯试验表明:当混凝土板厚度增加时,试件承载能力增加,组合效应降低,抵抗变形能力增加;当保温板厚度增加时,试件承载能力下降不明显,对组合效应没有明显影响。抗剪试验表明:当保温板厚度增加时,混凝土板间的相对位移增加,对试件的承载能力影响不大。其次利用ABAQUS有限元软件对4个抗弯试件和2个抗剪试件进行有限元仿真模拟,模拟结果与实际数据比较接近,证明有限元模拟的可行性。最后对本文总结概括,为今后的深入研究确定方向。

关键词：桁架筋连接件预制夹芯保温板有限元分析组合效应

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半刚性连接钢框架的受力性能研究

半刚性连接钢框架的受力性能研究

作者：汲小娟河北工程大学

学位级别：硕士

钢结构梁柱连接一直以来是钢结构设计过程的关键部分,影响着钢框架的整体性能。在设计中常把钢框架的连接节点当作刚度无穷大的刚性节点或刚度为零的铰接节点,这样的理想化假设虽简化了钢框架的分析和设计过程,但不能真实地反映结构的... 详细信息

钢结构梁柱连接一直以来是钢结构设计过程的关键部分,影响着钢框架的整体性能。在设计中常把钢框架的连接节点当作刚度无穷大的刚性节点或刚度为零的铰接节点,这样的理想化假设虽简化了钢框架的分析和设计过程,但不能真实地反映结构的受力情况。在1994年的Northridge(美国北岭)地震和1995年的日本阪神地震中,大量的钢框架节点发生脆性破坏,于是人们开始对钢框架节点进行重点研究,提出了半刚性连接节点。它是介于刚接和铰接之间,既能承受弯矩,又具有相对转角,在钢框架分析和设计过程中逐渐地成为不可忽视的考虑因素。本文系统地介绍了半刚性连接钢框架结构的判别标准、连接形式及数学模型,对不同的连接形式指明各自的特性,引入影响连接的M-θ曲线,根据M-θ曲线得出连接的初始刚度、相对转角,给出梁柱刚度矩阵。然后就半刚性连接其中一种形式(高强螺栓端板连接)进行概括分析,对端板连接进行了弹性、弹塑性和刚性分析,给出端板连接的初始刚度方程,并进行焊缝验算,高强螺栓受拉分析并采取相应构造措施,确定端板连接细部尺寸针对以上因素,采用有限元分析软件ANSYS建立一个外伸端板连接的节点模型,考虑螺栓与端板、端板与柱翼缘间的接触及高强螺栓的预拉力,施加梁端竖向位移荷载,对该模型求解并进行结果分析,观察各部分应力分布。介绍半刚性连接钢框架结构的设计影响因素,在单元刚度矩阵中考虑节点柔性和几何非线性的影响,对固端弯矩进行修正,得出半刚性连接钢框架的简化计算方法,并用-个单跨三层平面框架(平齐端板连接)具体算例来阐述这种方法。最后通过分析,得出结论并提出本课题尚待解决的问题,指出半刚性设计理论的完善和设计方法的应用将是今后研究的重点,它的应用能进一步保障结构安全,而且在经济方面会带来不可估量的积极影响。

关键词：半刚性连接外伸端板简化计算方法非线性有限元分析

方钢管混凝土柱—腹板开孔H型钢梁节点抗震性能研究

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方钢管混凝土柱—腹板开孔H型钢梁节点抗震性能研究

作者：魏现涛河北工程大学

学位级别：硕士

传统的梁柱节点容易在梁端焊缝处形成塑性铰,使相对脆弱的焊缝处发生脆性破坏。在梁上进行削弱,可以使塑性铰转移到削弱区,防止连接焊接处发生脆性破坏。本文利用ABAQUS有限元分析软件,在已有试验和理论基础上对方钢管混凝土柱-H钢梁内... 详细信息

传统的梁柱节点容易在梁端焊缝处形成塑性铰,使相对脆弱的焊缝处发生脆性破坏。在梁上进行削弱,可以使塑性铰转移到削弱区,防止连接焊接处发生脆性破坏。本文利用ABAQUS有限元分析软件,在已有试验和理论基础上对方钢管混凝土柱-H钢梁内隔板节点在梁腹板上开孔,对其抗震性能进行研究。本文的主要研究工作包括以下几个方面:首先,本文参考现有此类节点的试验,通过有限元软件ABAQUS,建立方钢管混凝土柱-H钢梁节点模型,并通过对比分析ABAQUS软件分析结果和现有试验分析结果,验证ABAQUS建模的正确性。又建立一个梁腹板开孔方钢管混凝土柱-H钢梁节点模型,并从节点的抗震性能与普通节点对比。得出结果:梁腹板开孔节点抗震性能优于未开孔普通节点。其次,依据削弱参数孔洞中心距柱壁距离L和孔洞半径大小R,建立两组共11个梁腹板开孔方钢管混凝土柱-H钢梁节点模型,研究其在低周反复荷载作用下的力学性能。得出结果:选取合理的两个削弱参数,能明显的提升节点的抗震性能,同时降低梁腹板开孔对节点强度的影响。最后,给出梁腹板开孔L和R两个削弱参数合理的取值范围,为梁腹板开孔方钢管混凝土柱-H型钢梁节点进一步研究奠定了基础,并建筑结构设计和应用提供了重要的理论基础。

关键词：方钢管混凝土低周反复加载梁腹板开孔抗震性能削弱参数

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基坑开挖对邻近桩基影响的数值分析

基坑开挖对邻近桩基影响的数值分析

作者：尚素英河北工程大学

学位级别：硕士

近些年,我国城镇化建设急剧加速,超深与超大基坑越来越多,各拟建基坑亦日益逼近已建构筑物,如高架桥基与其它各类管线设施等,基坑开挖施工面临的外部环境亦日益复杂。因此,如何安全高效完成开挖任务、规避相应的基坑工程事故及掌握邻近... 详细信息

近些年,我国城镇化建设急剧加速,超深与超大基坑越来越多,各拟建基坑亦日益逼近已建构筑物,如高架桥基与其它各类管线设施等,基坑开挖施工面临的外部环境亦日益复杂。因此,如何安全高效完成开挖任务、规避相应的基坑工程事故及掌握邻近建筑设施受基坑开挖影响规律已成为当前岩土工程领域具有重大意义的课题之一。以各国学者研究成果为基础,本文采用大型通用有限元软件ABAQUS对地下连续墙支护下的某具体深基坑开挖全过程进行数值模拟,分析土体开挖卸荷作用对邻近桩基造成的不利影响。主要研究内容如下:1.首先对本课题的研究背景、各国研究现状及当代深基坑的发展趋势进行概述;其次,对土体典型的强度理论、土体抗剪指标的测定方法与选取原则、现有的基坑变形理论及桩土相互作用机理等做对比分析。2.介绍有限元ABAQUS软件及其理论在岩土工程界的应用,主要包括其使用广泛的岩土本构关系、土体与构筑物的接触理论、初始地应力场的设置及开挖过程模拟等。3.本文借助ABAQUS软件对地下连续墙支护下的邻近桩基受基坑开挖过程的影响做了数值模拟分析。主要研究基坑开挖对其围护结构与邻近桩基水平位移、竖向位移及轴力的影响规律,还探究了开挖对坑底回弹与墙后地表侧移的作用。又通过控制变量法深入探究了墙体刚度、桩身刚度及桩顶荷载等因素对桩基位移变形的影响。

关键词：基坑工程地下连续墙围护结构数值分析水平位移变形本构关系

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大跨度干煤棚三心圆柱面网壳结构性能研究

大跨度干煤棚三心圆柱面网壳结构性能研究

作者：石静静河北工程大学

学位级别：硕士

近年来,三心圆柱面网壳结构以其空间利用率高,结构外形贴近于工艺界线等优点,在干煤棚的建设中被广泛应用。目前,针对超大跨干煤棚结构,从实际工程出发,参数矢跨比对结构整体性能影响的研究还较少。本文以实际工程113m跨度的干煤棚为研... 详细信息

近年来,三心圆柱面网壳结构以其空间利用率高,结构外形贴近于工艺界线等优点,在干煤棚的建设中被广泛应用。目前,针对超大跨干煤棚结构,从实际工程出发,参数矢跨比对结构整体性能影响的研究还较少。本文以实际工程113m跨度的干煤棚为研究对象,采用SAP2000有限元结构分析软件对三心圆柱面双层网壳结构进行静力分析、稳定性分析及动力分析,对比不同矢跨比条件下网壳结构的受力性能影响,选取了经济合理的小范围矢跨比值,并对结构布置加强带进行优化设计研究。首先,本文介绍了三心圆柱面双层网壳结构的工程概况、干煤棚的相关设备和工艺及结构的方案,验算结构应力比。对该结构进行静力分析,计算不同荷载组合作用下结构的内力及位移值,统计结构材料用量,对比分析不同矢跨比对三心圆柱面双层网壳结构静力性能及材料用量的影响。其次,选取标准组合作用下满跨均布荷载,对结构进行特征值屈曲分析及带有初始几何缺陷的非线性稳定分析,对比分析不同矢跨比对三心圆柱面双层网壳结构稳定性能的影响。再次,对三心圆柱面双层网壳结构进行自振特性分析,选取合理的模态阶数,得到结构自振频率及振型特点,也为时程分析法的参数设置提供了数据。采用振型分解反应谱法和时程分析法进行单维和三维地震作用下的动力特性分析,得到杆件轴力和节点位移的变化规律,对比分析了不同矢跨比对三心圆柱面双层网壳结构动力性能的影响。最后,对三心圆柱面双层网壳结构进行优化设计,通过合理布置加强带,分散结构的局部轴力,使得结构整体受力性能更好,结构变形更小。根据结构动静力特性及加强带布置考虑因素,选取了四种布置方案,从温度作用、风荷载作用、地震作用以及结构静力性能等方面进行方案对比,得到杆件轴力和节点位移的变化特征,进而确定了合理的加强带布置方案,为同类大跨度结构的优化设计提供借鉴。

关键词：三心圆柱面双层网壳静力分析稳定性分析动力分析矢跨比加强带

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基于性能剪力墙结构抗震评估与应用

基于性能剪力墙结构抗震评估与应用

作者：张婷河北工程大学

学位级别：硕士

当结构的变形耗能能力值与其需求值不一致时,建筑结构会发生倒塌。基于性能的抗震设计(简称PBSD)理论能够在结构构件变形的基础上定量地分析其变形能力。同时,基于性能的抗震设计能综合考虑生命安全和财产损失的要求,将“小震不坏,中震... 详细信息

当结构的变形耗能能力值与其需求值不一致时,建筑结构会发生倒塌。基于性能的抗震设计(简称PBSD)理论能够在结构构件变形的基础上定量地分析其变形能力。同时,基于性能的抗震设计能综合考虑生命安全和财产损失的要求,将“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三级设防水准进行细化和具体化,是当前建筑结构抗震设计的发展趋势。本文以剪力墙结构性能化设计为研究对象,首先介绍了基于性能抗震设计方法的发展状况,讨论了划分结构性能目标、性能水平的原则,介绍了基于性能抗震设计的理论和设计方法,研究了剪力墙结构的性能指标,总结了性能化设计方法的优越性。同时探讨了静力弹塑性分析方法的基本原理、优点及用途,介绍了静力弹塑性分析的实施步骤,阐述了能力谱法、等效位移系数法等几种基于性能的弹塑性分析方法。采用有限元分析软件PKPM对一实际剪力墙结构工程进行了分析。该结构先采用SATWE软件进行剪力墙弹性阶段的计算分析,再用PUSH软件结合能力谱法对该结构在罕遇地震作用下的弹塑性变形进行计算分析,得到结构的性能曲线、影响结构性能的层间位移角曲线及性能点塑性铰的分布情况。当结构的弹塑性分析推覆达到性能点要求时,层间位移角满足规定的限值要求,结构具有良好的耗能能力。

关键词：基于性能的抗震设计性能水平目标位移弹塑性静力分析

方钢管柱-H型钢梁全螺栓连接隔板贯通式节点抗震性能研究

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方钢管柱-H型钢梁全螺栓连接隔板贯通式节点抗震性能研究

作者：许晨河北工程大学

学位级别：硕士

钢结构建筑以其轻质高强、施工迅速、抗震性能好、对环境污染较小等优势近年来在我国迅速兴起。梁柱节点是钢框架中联系水平受力构件和竖向受力构件的关键部位,节点性能的好坏关系到整个结构的承载能力和抗震性能。传统栓焊混合连接的... 详细信息

钢结构建筑以其轻质高强、施工迅速、抗震性能好、对环境污染较小等优势近年来在我国迅速兴起。梁柱节点是钢框架中联系水平受力构件和竖向受力构件的关键部位,节点性能的好坏关系到整个结构的承载能力和抗震性能。传统栓焊混合连接的隔板贯通式节点的钢梁与隔板焊接处不易进行超声波检查,下翼缘的焊缝易存在焊接质量隐患从而出现裂缝。针对可能出现的焊接缺陷,本文提出了方钢管柱-H型钢梁全螺栓连接隔板贯通式节点,采用高强螺栓将贯通隔板与梁翼缘栓接。本文在以往研究的基础上对方钢管柱-H型钢梁全螺栓隔板贯通节点进行有限元模拟,并对其抗震性能做出分析评价,为结构设计提供参考依据。本文采用ANSYS有限元软件,对方钢管柱-H型钢梁全螺栓连接隔板贯通节点做竖向位移的单调、循环加载。保证其他设计参数不变的条件下,仅考虑贯通隔板厚度、隔板外伸长度及连接板厚度的变化对节点的承载力、延性及耗能能力等抗震性能指标的影响。研究显示:各试件的位移延性系数均大于4,全螺栓连接隔板贯通节点表现出较强的延性,低周反复荷载作用下的等效粘滞阻尼系数在0.27～0.48之间表明各节点抗震耗能性能良好;各节点均能充分利用钢材的材料特性,在外伸隔板根部、隔板与梁螺栓连接区域应力较大,塑性铰出现在钢梁翼缘最外端处,实现塑性铰外移满足设计要求的“强节点,弱构件”;建议隔板厚度与梁翼缘厚度相同或者大一级以保证节点的传力可靠;受到建筑物空间限制,建议贯通隔板伸出长度控制在30mm到80mm之间;连接板的厚度对节点受力性能影响较小,建议比钢梁腹板厚2mm到4mm。

关键词：梁柱节点隔板贯通式全螺栓抗震性能非线性有限元分析低周反复加载