【摘 要】
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以某400m高外框筒十核心筒超高层结构为分析对象,利用有限元软件ETABS研究了不同结构立面布置、高度、高宽比、角柱与中柱横截面面积比对结构剪力滞后效应的影响规律,通过分析某一单层两跨平面框架的传力机理,从理论上验证了数值模拟的结论.同时,分析了节点刚域、底部空间转换、框筒开洞率和设置加强层对框筒结构受力性能的影响.结果 表明:框筒结构自下而上开始从正剪力滞后向负剪力滞后变化,取消转换层、增设环带桁架、增加高宽比和减小角柱与中柱面积比可以降低框筒结构的剪力滞后效应,更好地发挥“筒结构”的空间作用;节点刚域
【机 构】
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同济大学土木工程学院,上海200092;华东建筑设计研究总院,上海200002;华东建筑设计研究总院,上海200002
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以某400m高外框筒十核心筒超高层结构为分析对象,利用有限元软件ETABS研究了不同结构立面布置、高度、高宽比、角柱与中柱横截面面积比对结构剪力滞后效应的影响规律,通过分析某一单层两跨平面框架的传力机理,从理论上验证了数值模拟的结论.同时,分析了节点刚域、底部空间转换、框筒开洞率和设置加强层对框筒结构受力性能的影响.结果 表明:框筒结构自下而上开始从正剪力滞后向负剪力滞后变化,取消转换层、增设环带桁架、增加高宽比和减小角柱与中柱面积比可以降低框筒结构的剪力滞后效应,更好地发挥“筒结构”的空间作用;节点刚域和开洞率对结构抗侧刚度影响较大.
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以实际750 kV变电站避雷针刚性法兰节点为依据,为改善变电站中法兰节点破坏的现状,提出“保险丝”型法兰新型节点设计.通过对2个足尺法兰节点进行试验研究,对比新型和普通法兰节点的应力、应变分布规律,节点承载力、刚度变化及节点破坏模式,得到了两种法兰的不同受力特性.同时,建立了节点有限元模型,分析了设计荷载工况下法兰节点的破坏模式,研究表明:新型法兰节点承载力与普通法兰节点承载力相比有明显提高,提高幅度约为23％,靠近钢管-法兰连接处应力显著降低,法兰受力更加合理;新型法兰的中和轴有所上移,上移距离约为外钢
对7根设肋薄壁方钢管混凝土柱进行了拟静力试验,研究了加劲肋设置数量、轴压比和长细比对试件的承载能力、延性和耗能能力的影响.同时使用ABAQUS软件对带肋薄壁方钢管混凝土柱进行了受力全过程分析,模拟结果与试验结论基本一致.研究结果表明:在达到承载力前,无肋试件已经发生鼓曲,鼓曲在达到承载力后迅速增大从而导致焊缝开裂,钢管对混凝土的作用未充分发挥时试件就已破坏.带肋试件由于加劲肋对外部钢管的拉结作用,延缓了试件局部鼓曲的发生,试件材料性能得以充分利用,因此带肋试件的承载力、延性性能和耗能性能均优于无肋试件,且
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随着高强钢在工程应用中的日益推广,高强钢构件的局部失稳问题也更加突出.针对这一问题,使用波形钢板是一种高效且经济的解决方案.基于正交各向异性薄板理论,研究了简支波形钢板的整体受压屈曲,推导了屈曲临界应力公式,理论解与有限元解吻合较好.研究发现波形钢板的屈曲临界应力与波形数成负相关,由此对单波板件的整体屈曲性能进行参数分析,得出了最优波形.基于正交设计法,采用ABAQUS有限元软件对L形钢管轴压短柱进行有限元模拟,验证了单波板件在增强高强钢管构件的局部稳定性方面的有效性,所得结论也与板件参数分析结果相符.
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