局部损伤偏心受压钢构件FRP加固后的大挠度屈曲分析

为了解决具有多区域局部损伤偏心受压钢构件FRP(纤维增强复合材料)加固后整体弯曲刚度的评价和大挠度屈曲分析计算缺乏实用方法的问题,考虑任意多区域局部损伤以及FRP对钢压杆整体弯曲刚度的贡献,采用能量方法推导损伤钢压杆FRP加固后的整体等效弯曲刚度. 基于大挠度理论,研究局部损伤偏心受压钢构件FRP加固后的变形特性,推导了杆件屈曲后的杆端转角、挠度与荷载之间的函数表达式,并对影响抗屈曲性能的主要参数(如损伤位置、FRP厚度及偏心距等)进行参数分析. 结果表明:损伤位置、FRP厚度及偏心距对钢压杆的抗屈曲性能影响明显,FRP 抗屈曲加固方法可以显著提高局部损伤偏心受压钢构件的抗屈曲能力.     

剖分T型钢轴压杆件相关屈曲原理及其应用

通过对剖分T型钢轴压杆件屈曲原理进行的理论分析，考虑到部分T型钢翼缘板较强，对腹板有一定的约束作用，指出了规范中对其腹板宽厚比限值过于保守。根据剖分T型钢组成板件的局部屈曲和轴压构件整体屈曲临界力相等的等稳定条件，在对规范中的剖分T型钢截面计算结果的基础上，提出了腹板宽厚比限值的合理公式，供修订钢结构设计规范时参考，也为保证部分T型钢用作轴心压杆的安全性提供了理论基础，促进了国产剖分T型钢的应用。     

门式钢框架稳定分析的精细传递矩阵法

将精细传递矩阵法应用于门式钢框架的稳定分析,研究门式钢框架在考虑构件轴向变形及不考虑轴向变形时的屈曲荷载.根据精细传递矩阵法原理和压杆微弯平衡状态下的平衡微分方程,建立门式钢框架稳定分析的精细传递矩阵式.并运用精细传递矩阵法对铰支约束下的门式钢框架进行了屈曲荷载的计算.计算结果与有限元软件ANSYS的计算结果基本一致,...     

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.     

部分T型钢轴压杆件的腹板宽厚比限值研究

通过对部分T型钢局部屈曲相关性的分析,指出了规范中其腹板宽厚比限值过于保守,考虑了翼缘对腹板提供约束,在对规范GBJ17－88中的部分T型钢截面的计算结果上,提出了腹板宽厚比限值的计算公式,用于剖分T型钢轴心压杆设计。     

钢框架焊接节点局部屈曲累积损伤分析

为解决试验和三维有限元方法在模拟结构地震作用下的局限性,在构件阶段寻找损伤退化的影响因素以及退化特征对改进杆系模型计算的准确性显得尤为重要. 采用通用有限元软件ABAQUS建立非线性有限元模型,结合国内外已有的钢框架焊接节点拟静力试验,验证了建立的有限元模型对模拟局部屈曲的准确性和适用性. 通过算例参数分析,对钢框架梁柱节点局部屈曲累积损伤现象进行深入探讨,得到节点局部屈曲累积损伤退化分布曲线形式并分析影响因素,进而得到节点强度退化的规律,为提出考虑损伤退化的杆系模型提供有力的工具. 参数分析结果表明：剪切域强弱以及板件宽厚比对于节点的破坏模式有较大影响. 通过局部加强,改变节点的破坏模式,可以有效提高结构的延性和耗能能力,防止结构由于焊缝开裂导致提前破坏,在大震作用下退化程度快进而严重影响结构的整体受力性能.     

屈曲约束支撑设计的刚度与强度准则

目的 为了达到屈曲约束支撑设计时的安全性和经济性,屈曲约束单元需要同时满足刚度和强度条件.方法 采用弹性稳定理论,对带有侧向约束的理想轴心压杆和带有初始变形的屈曲约束支撑进行了分析.结果 有侧向约束的理想轴心压杆的弹性屈曲荷载由轴心压杆与侧向约束单元屈曲荷载的和叠加而成.给出了在不同初始变形下进行屈曲约束支撑设计时,屈曲约束单元应该同时满足的刚度条件和强度条件.结论 给出的屈曲约束支撑设计的强度和刚度条件的表达式可用以校核屈曲约束支撑设计的合理性.     

轴压杆偏心支撑的有效性及Hartford体育馆网架破坏原因分析

本文研究跨中截面有侧向偏心支撑的双轴对称截面压杆的屈曲问题,重点讨论了支撑偏心大小变化对压杆承载力的影响。研究发现,如压杆侧向无支撑时发生弯曲屈曲,那么为提高压杆承载力而设置带有偏心的侧向支撑是不利的;反之,如压杆无侧向支撑时发生扭转屈曲,那么,偏心支撑比中心支撑能更有效地提高压杆的屈曲荷载。基于上述结论,本文对Hartford体育馆网架倒塌事故进行了分析,并指出了事故的两个主要原因。     

钢结构薄柔截面构件稳定承载力研究综述

我国《钢结构设计规范》中对含有薄柔截面的构件的稳定承载力如何确定缺少必要的规定。为了解决这个问题,从经典的理论研究入手,综述了国内外其他规范对此类构件的设计规定。重点分析了有效宽度法、直接强度法和有效截面法的计算原理,并比较了各自的优缺点。对钢构件薄柔截面板件局部屈曲和整体屈曲的相关性、冷弯薄壁型钢的畸变屈曲、地震下钢构件局部屈曲和塑性铰合理控制、钢结构设计规范修订等问题提出了深入研究的建议。     

索支撑压杆屈曲性能分析

利用ANSYS非线性有限元研究大跨度空间结构中两类典型索支撑压杆的屈曲性能,一类为两端索支撑压杆,另一类为一端刚性杆支撑、一端索支撑压杆.运用数值模拟建立并计算多组索支撑压杆模型以考虑支撑索初始预应力、初始缺陷及刚性支撑杆刚度对压杆屈曲性能的影响.研究结果表明:对于这两类索支撑压杆,均可取计算长度作为原长的压杆临界荷载值;在一端刚性杆支撑和一端索支撑的压杆单元中压杆屈曲的产生先于整个体系的屈曲,提高上部刚性杆的截面可避免整个压杆体系的屈曲.     

纯弯工字形薄壁钢梁局部与整体的相关屈曲

本文研究了纯弯工字形薄壁钢梁组成板件局部屈曲与整体屈曲间的相互作用。先导出一种屈曲分析的复数有限条法,用以分析局部屈曲相关作用以及梁的可能屈曲模态,然后结合有效截面法研究了局部屈曲后梁的整体侧扭屈曲。最后,通过试验研究对理论方法进行了验证,并结合我国规范作了一些讨论。     

高强Q690钢柱高温下轴心受压局部稳定设计方法

局部屈曲是钢结构构件的一种破坏模式,钢结构发生局部屈曲破坏时,屈曲应力小于钢材的屈服强度。为了研究高温下高强Q690钢柱的局部稳定性能,采用有限元软件ABAQUS建立有限元模型,模型采用其他学者完成的Q460钢柱轴心受压局部屈曲试验进行验证,考虑宽厚比、温度、初始缺陷、残余应力和翼缘与腹板之间相互作用的影响,对高强Q690钢柱进行参数分析。研究结果表明：宽厚比对局部屈曲有显著影响,宽厚比的增大导致试件极限承载力的降低;初始缺陷和残余应力对局部屈曲应力有较大影响,且试件的极限承载力随着温度的升高而明显下降。基于有限元分析结果提出了适用于高强Q690钢柱高温下的局部稳定设计方法和宽厚比限值,并与GB 50017-2017、Eurocode 3和ANSI/AISC 360-10中的设计方法进行了比较。     

超高强度钢材焊接箱形轴心受压柱整体稳定的有限元分析

目的运用有限元方法分析计算超高强度钢材焊接箱形截面轴心受压柱整体稳定受力特性的准确性和可靠性,以及残余应力的影响.方法运用通用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型,准确模拟构件的残余应力和几何初始缺陷,对11个超高强度钢材焊接箱形截面轴心受压柱的整体稳定受力特性进行了有限元分析,并与相应的试验结果进行对比.结果有限元计算得到的承载力与试验实测结果的平均误差〈4%,且标准差〈5%.残余应力的2种变化对整体稳定承载力的影响〈3%.结论建立的有限元模型能够准确地分析计算超高强度钢材轴心受压柱的整体稳定受力特性,为进一步运用该有限元模型对各种截面的超高强度钢材轴心受压柱的整体稳定受力特性进行分析计算提供了正确性依据.残余应力的变化对超高强度钢材焊接箱形截面轴心受压柱整体稳定承载力的影响较小,可能采用比普通钢材钢柱高的整体稳定系数.     

圆管钢结构稳定性的有限元分析

利用有限元软件ANSYS对圆管钢结构进行了稳定性分析,并且界定出该分析方法的适用范围,为该类钢结构稳定性的数值分析和设计提供了依据。分析主要采用特征值屈曲方法,将经ANSYS特征值屈曲分析得出的结果与经验公式和欧拉公式得出的结果相比,发现ANSYS屈曲分析方法必须在一定条件下才适用于解决稳定性分析问题。     

钢-混凝土连续组合梁腹板局部屈曲分析

对连续组合梁负弯矩区钢腹板的稳定性进行了研究,分析了负弯矩区钢梁腹板在弯曲、轴向压力和剪切作用下的力学性能,提出了组合梁腹板在各种荷载作用下的局部稳定性简化计算模型,建立了非均匀受压、纯剪和弯剪复合受力状态下的临界屈曲应力计算公式;分别计算了钢梁腹板在非均匀受压和纯剪状态下的弹性屈曲系数,并根据偏心受压与剪切作用下的相关方程计算了钢梁腹板在复杂应力状态下的弹性屈曲系数;基于屈曲分析结果,提出了组合梁在弹性受力阶段钢梁腹板不设横向加劲肋的高厚比限值。结果表明：采用该方法确定的钢梁腹板高厚比更具合理性,且计算过程简单,结果偏于安全。     

推算结构失稳临界荷载的一种方法

分析了结构失稳时P～δ试验曲线的图形性质;提出了以最大曲率推算结构失稳临界荷载;并导出了相应的计算公式。压杆和刚架弹性稳定试验的实测数据说明本文所述方法既精确又简便。特别是结构或模型不允许作破坏试验时,可直接推算失稳临界荷载。     

工字形组合截面梁腹板的局部屈曲

为正确预测工字形组合截面梁的承载力,针对其腹板的局部屈曲问题进行了数值分析和试验.有限元分析表明梁腹板会在集中荷载下方发生局部屈曲或对无加劲肋的梁会在支座处发生局部屈曲.同时表明,正应力与剪应力基本呈线性关系,腹板上边缘处的局部压应力并不显著影响腹板的屈曲.采用硅橡胶制作模型梁,进行腹板屈曲试验,证明了数值分析结果的正确性.经对计算结果回归分析,给出了腹板屈曲计算公式的一种新形式.     

薄壁波纹钢管混凝土柱局部屈曲性能研究

对一种新型的薄壁波纹钢管混凝土柱进行了低周反复荷载作用下滞回性能试验研究,然后利用ABAQUS进行模拟分析,分析了钢板截面宽厚比、长细比、钢板强度、混凝土强度等4个因素对薄壁波纹钢管混凝土柱局部屈曲的影响规律.试验结果表明:薄壁波纹钢管混凝土柱宽厚比、长细比基本与屈曲荷载成反比,钢板强度与屈曲荷载成正比,混凝土强度基本与屈曲荷载无关.     

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。