单面螺栓连接单角钢压杆的承载力试验

根据70根角钢压杆构件的试验结果,并结合有限元分析模型考察了单面螺栓连接跨中有支撑的单角钢的极限承载力和不同长细比下的破坏模态,提出了提高该类构件承载力的构造措施,同时在查阅和比较各国多个相关规范和文献的基础上,对《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL/T 5154—2002）的压杆稳定计算公式提出了修改建议。分析结果表明：小长细比构件易发生连接肢的端部局部失稳,大长细比构件则易发生弯曲整体失稳,构件沿最小轴和平行轴失稳宜采用不同的换算长细比公式;所得结果为今后的铁塔设计工作提供了理论依据。     

Q460等边单角钢压杆的局部屈曲

为准确确定Q460等边单角钢压杆的极限承载力,需正确分析板件宽厚比超限引起的局部屈曲的影响.通过与美国相关规范的对比分析及试验研究,发现我国《钢结构设计规范》关于宽厚比限值的规定合理,但未给出超出限值后的折减公式;《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》对热轧角钢宽厚比限值和压杆稳定强度折减系数的规定不合理,未考虑长细比的影响,使结果过于保守,且对不同长细比构件安全裕度不均衡.在相关规范和试验统计结果的基础上,总结出了适合于计算考虑局部屈曲的等边角钢压杆承载力方法,该方法公式简单、概念清楚、结果合理,适合设计使用.     

高强单角钢一端偏心压杆极限承载力试验研究

为了研究输电塔中Q460高强角钢一端偏心压杆受力性能,通过试验与理论计算方法分析了受压试件的整体稳定和局部屈曲情况,试件轴心端采用球铰和双刀口支座模拟,考察了不同端部条件和残余应力等对角钢受力性能的影响,结果表明：试件轴心端无论采用球铰支座或双刀口支座形式,均能较准确反映角钢构件的受力性能,残余应力对试件承载力影响小于5％。比较了试验、有限元法、美国《输电铁塔设计导则》（ASCE10—1997）和中国《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL／T5154—2002）对角钢极限承载力值的不同处理方法,指出采用DL／T5154—2002标准计算方法对高强钢杆件承载力得出的结果偏保守,在此基础上,提出了对实际材料强度除以抗力分项系数rR=1．111后改造的ASCE设计方法。     

Q460高强角钢轴心受压构件极限承载力试验研究

为研究Q460高强角钢轴压构件的受力性能,采用静力试验对试件破坏状态和稳定承载力进行分析,两端设置球铰、单刀口铰和双刀口铰支座,分析了不同铰接方式对构件受力性能的影响。结果表明,采用不同支座均能很好地反映杆件的受力性能;短构件的极限承载力由钢材强度控制,长细比变化对其影响很小,长细比等于30和45的试件以局部破坏为主,长细比等于60和80的杆件以整体弯曲失稳为主。比较试验和各规范理论计算结果发现,试验值显著高于中国DL/T 5154—2002杆塔技术规定计算值,与美国ASCE 10—97导则计算值吻合较好。     

Q690高强度圆钢管压弯性能的有限元分析

为了研究国家电网输电塔中Q690高强度圆钢管的压弯承载力,并考虑局部几何缺陷和初始残余应力的影响,采用有限元软件ABAQUS对长细比和径厚比变化的3根试验试件进行有限元模拟分析。结果表明,初始残余应力对长细比较大且发生整体失稳的试件存在一定的影响,而局部几何缺陷基本无影响;同时由参数分析可知,试件的压弯承载力随长细比减小而提高,且随着长细比的减小和径厚比的增大,试件的破坏模式由整体失稳过渡到局部失稳;也验证了中国现行《钢结构设计规范》中压弯构件强度与整体稳定设计公式和《架空送电线路杆塔结构设计技术规程》中压弯构件局部稳定设计公式用于指导Q690高强钢管压弯构件工程设计的可行性。     

高强大规格等边角钢轴压承载力研究

进行了19个长细比λ=30～90的Q420 L220 mm×20 mm角钢试件的轴压试验研究.结果表明:此类构件在长细比λ＞45时,以弯曲失稳破坏为主;长细比λ≤45时,以弯扭失稳为主.研究了现行钢结构规范中防止局部屈曲宽厚比限值公式和计算弯扭失稳的换算长细比取值公式的适用性.采用逆算单元长度法得到了大规格等边角钢的柱子曲线,研究了此类构件与普通规格等边角钢的差异以及肢厚、肢宽和钢材强度等对柱子曲线的影响.提出了高强大规格等边角钢轴压构件的承载力计算方法.并且研究了高强大规格等边角钢两端偏心受压的柱子曲线,给出了长细比修正系数的建议公式.     

新型无填板四组合角钢轴压构件设计方法研究

结合工程实践应用,提出了一种新型无填板四组合角钢构件型式,通过数值模拟分析和真型塔试验研究了无填板四组合角钢构件的轴压失稳模式和承载力发展规律。研究表明,无填板四组合角钢构件长细比较小时,受压发生弯扭失稳;长细比较大时,受压发生弯曲失稳;基于试验数据对比分析了采用现行规范设计新型无填板四组合角钢构件的有效性,分析表明,采用现行规范进行设计,其裕度不足,计算得到的轴压柱子曲线偏于不安全;最后结合数值研究结论和试验结果,基于钢结构计算理论,综合考虑了长细比和宽厚比的影响,提出了一种适用于新型无填板四组合角钢构件的轴压设计方法,并通过试验论证了计算方法的可靠性和有效性,推动了输电线路结构设计的发展。     

不等端弯矩作用下双角钢截面压弯构件的承载能力研究

本文综合指定杆长求极限承载力和确定轴向压力求构件极限承载长度这两种计算方法的优点,采用逆算单元长度法计算构件长度,通过轴力增量和端转角增量的交互控制,考虑初弯曲的影响,从而提出了一种在不等端弯矩作用下,计算速度和精度均较满意的压弯构件面内失稳极限承载力计算方法,并用之于计算双角钢截面压弯构件的极限承载力.根据所得的N/N_P-M/M_P相关曲线,验证了钢结构规范中有关规定,提出了相应的面内失稳验算式,供修订钢结构规范参考.     

热轧单角钢轴心受压构件的稳定承载力

等边角钢截面为单轴对称截面,除绕非对称轴失稳为弯曲失稳外,绕其他任意轴均为弯扭失稳。不等边角钢截面为无对称轴截面,绕任意轴失稳均为弯扭失稳。钢结构设计规范(G B50017)采用换算长细比的方法将弯扭失稳等效为弯曲失稳,这种计算方法是否完善有待验证。本文采用有限元软件ANSYS,研究单角钢轴心受压构件的弯扭失稳,通过与规范进行对比分析,认为规范方法不够合理,并提出简单实用的稳定系数计算公式。     

考虑横向支撑刚度影响的组合截面压杆稳定承载力

在压杆中部设置横向支撑来减小其计算长度,可提高压杆稳定承载力并节约钢材。目前对此类构件的计算和试验研究较少,工程中现有的处理方法略显粗糙。因此,以三弯矩方程为基础,建立考虑横向支撑刚度和残余应力影响的方程来计算压杆承载力,并进行足尺寸构件试验（角钢规格为Q420,2L160 mm×14 mm,长细比λ=30～50）与计...     

高强度双角钢十字组合截面双节间压杆受力性能研究

针对Q420双角钢十字组合截面双节间构件的受力性能进行了轴压和偏压试验,采用有限元计算方法研究构件参数变化对其承载力的影响。在此基础上,提出了适用于工程设计的建议计算方法,并与国内外规范计算结果进行了比较。结果表明:此类构件以弯曲失稳为主,压力偏心对试件承载力有较大影响,横向支撑可减小试件的长细比;增大角钢规格、增加填板数量对轴压和偏压构件的承载力均有提高作用;荷载偏心会降低构件承载力,沿弱轴偏心时的构件承载力下降速度比沿强轴偏心时快;在满足构造要求的前提下,支撑刚度及支撑连接方式对构件承载力影响很小。     

单边连接单角钢压杆的计算与构造

在详细分析各国现有试验资料的基础上,提出了用于平面桁架设计的等效长细比计算公式,其主要特点是可以直接计算不同强度等级角钢压杆的长细比,提出了连接肢宽厚比限值的计算公式。分析结果表明：设计单边连接的单角钢压杆,除正确计算外,还应考虑构造措施的影响,并且腹杆应该配置在弦杆同一侧;节点连接板的厚度、连接肢的宽厚比等也需要有所考虑。     

单边连接高强单角钢压杆试验研究和仿真分析

为了研究单边连接高强角钢在输电铁塔中的受力性能,以48根Q460高强角钢为研究对象,对高强角钢双向压弯受力性能进行了静力加载试验研究.研究了压杆不同长细比时高强角钢的破坏模式、承载力、变形性能、截面应变分布等受力状态.试验表明,构件绕连接肢发生弯曲变形,同时伴有绕角钢纵轴的扭转变形,小长细比试件大多为局部屈曲,大长细比试件为整体屈曲.有限元数值模拟了实际试件的受力性能,结果表明:有限元分析的极限承载力结果偏大,美国ASCE规范值偏于保守,试验值处于美国规范值和有限元分析值之间,且靠近于有限元值.在模型试验和仿真试验的基础上,提出了单边连接高强角钢等效长细比公式.因此,试验结果可以为Q460高强角钢设计提供依据.     

圆钢管再生混凝土柱轴压试验研究

通过8根圆钢管再生混凝土柱进行轴压试验,研究构件长细比、钢管壁厚以及添加废弃混凝土块体等因素对试件轴压性能的影响,获得试件承载力、轴向变形、轴向和环向应变等参数。试验表明,钢管再生混凝土试件主要为弹塑性失稳破坏;构件长细比对试件的承载力有一定影响,轴向承载力随着试件的长细比的增大而减小;钢管壁厚对试件的承载力影响较大,钢管壁厚越大,其极限承载力就越大;添加混凝土块体对轴压承载力影响不大。     

剪切型支撑框架弹塑性失稳模式判定准则

为确定水平力对支撑框架弹塑性极限承载力的影响，解决各国规范关于失稳模式判定存在的分歧，采用几何和材料非线性分析方法，考虑了残余应力、长细比、梁柱约束以及构件初始弯曲和结构初始侧移等因素，研究了剪切型支撑框架的稳定极限承载力与支撑刚度的关系，得到了水平力和竖向力共同作用下支撑框架临界支撑刚度公式和失稳模态判定准则，并对一系列层单元模型和2层2跨框架算例进行了弹塑性有限元验证.结果表明，建议公式简单实用，概念明确，且偏于安全.     

大长细比钢管混凝土轴压柱的力学性能

通过16根大长细比钢管混凝土轴心受压柱的实验，对构件的力学性能进行了研究，并对其影响因素进行了分析，给出了轴压稳定承载力的计算公式，最后对《钢－混凝土组合结构设计规程》中有关钢管混凝土长柱的规定进行了讨论，研究表明设计规程是安全可靠的。     

高强单角钢两端偏心受压构件的屈曲性能分析

采用ANSYS有限元软件对Q460高强角钢两端偏心压杆进行了三维实体建模,有限元数值模拟分析,除考察了不同长细比,不同截面与初弯曲等模型参数之外,还考察了残余应力对高强单角钢稳定承载力的影响.由分析可知:构件绕平行于连接板的轴线发生弯曲变形,同时伴有绕角钢纵轴的扭转变形,残余应力对构件承载力影响小于5%.有限元分析的构件稳定承载力与实验值和理论值进行对比,结果表明:有限元值比试验值和美国<输电铁塔设计导则>(ASCE10-1997)高-8.89%～+11.1%a和-0.39%～+35.36%,有限元分析值和试验值吻合较好.因此.有限元分析结果是可靠的,可以通过有限元法分析两端偏心受压高强角钢的受力性能.     

单角钢构件稳定承载力设计方法与研究综述

中国《钢结构设计规范》对单角钢截面构件的设计规定相对简化甚至空白。为了解决这个问题,通过对比分析美国钢结构规范ANSI/AISC360—2010、英国钢结构规范BS5950—1：2000和欧洲钢结构规范Eurocode 3对单角钢构件受压(包括轴心受压和单面连接单角钢受压)、受弯的设计规定发现：美国规范中当分肢的宽厚比b/t≤20时只考虑弯曲屈曲的规定不甚合理;英国规范对单角钢梁的规定偏于保守。最后,提出3条建议：深入开展单角钢用作受弯构件时的承载力研究;将单角钢分肢、工字钢与槽钢截面的自由外伸翼缘三者作为“非加劲板”对待时宜考虑板件间约束的强弱;将局部稳定和整体稳定两方面验算统一为考虑了局部屈曲影响的构件整体承载力验算。     

岩土锚杆基础受力性能与承载力的分析

介绍了锚固技术在国内外的发展和应用状况，讨论了分析了影响单根锚杆基础上极限承载力的因素。指出了”送电线路基础设计技术规定”中单描承载力计算存在的某些缺陷。提出了计算锚杆极限承载力的新方法，可供设计参考，并有待通过试验验证。     

矩形钢管高强混凝土压弯构件的实验研究

为了分析长细比、偏心率及含钢率对矩形钢管高强混凝土压弯构件力学性能的影响,进行了8根矩形截面钢管高强混凝土单向偏压构件的试验研究。结果表明：构件承载力随长细比和偏心率的增如逐渐降低;提高构件的含钢率可以减小跨中挠度;当构件含钢率低于8％时,达到极限承载力之前将发生局部失稳,试验结果同设计规程ECA、LRFD、AIJ计算结果的对比表明,规程LRFD和AIJ的计算结果偏于保守,规程ECA的计算结果和试验结果较为接近。