受弯钢构件整体稳定性的计算

本文对新订《钢结构设计规范》(GB 17—88)中受弯构件(梁)的整体稳定性计算理论和方法,以及由能量法求得的侧扭屈曲的临界弯矩 M_(cr)公式作了简要讲述。分析了影响整体稳定性的因素和对有关应用问题进一步作了说明。文中对一般焊接工字形截面简支梁的整体稳定系数ψ_b 计算式的简化和规范附表1.1中各整体稳定等效弯矩系数β_b 值的确定,作了较为详细的论述;对非弹性整体稳定系数ψ′_b 与ψ_b 的关系进行了论证;并对其他截面如轧制普通工、槽钢简支梁,箱形截面简支梁和应用于压弯构件面外整体稳定性验算公式中的整体稳定系数和规定作了介绍。     

简支楔形工字钢梁的弹性弯扭屈曲

用有限元法计算了双轴和单轴对称楔形工字钢简支梁在不等端弯矩作用下的弹性弯扭失稳临界荷载,与CECS102:2002中公式的计算结果进行了对比,发现后者偏大15%~45%。提出了新的变截面梁临界弯矩计算式,其表达形式与等截面梁的公式相同,便于工程应用。     

双轴对称楔形工字钢梁的弹性弯扭屈曲

本文利用基于板壳屈曲理论的有限元方法对楔形薄壁构件的弯扭屈曲进行了分析,对两种基于薄壁杆件理论的楔形工字钢梁弯扭屈曲分析方法进行了对比。基于较精确的楔形薄壁构件屈曲理论,对承受线性变化端弯矩作用的楔形梁的弯扭屈曲进行了大量分析,并提出了新的楔形工字钢梁临界弯矩计算公式。该公式形式与等截面梁的相同,便于工程应用。     

带孔简支薄壁梁弯扭屈曲的计算

本文用能量法和数值积分技术 ,提出了腹板开孔的简支薄壁梁在跨中集中荷载作用下的临界弯矩计算方法。利用ANSYSE通用有限元软件 ,采用板壳单元 ,对 1 5组共 30根工字梁进行了整体弯扭失稳分析。分析结果表明 ,本文方法是行之有效的。     

双轴对称工字形截面悬臂外伸梁整体稳定性研究

关于悬臂外伸梁整体稳定性能的研究,国内外的理论和试验数据存在明显不足,各类钢结构规范也都没有给出具体的计算方法和建议,从而影响其实际应用。为此,运用伽辽金法对双轴对称工字形截面悬臂外伸梁的整体稳定临界弯矩及整体稳定系数进行推导,辅以ANSYS模拟验证,并就多种因素对整体稳定性能的影响进行综合分析,得到横向荷载作用于形心时的临界荷载及临界弯矩表达式,同时推导了公式对应的适用范围。并在此基础上,推导出整体稳定系数及等效弯矩系数的建议公式,以供后续研究及工程设计参考应用。     

不同自由端约束条件下双轴对称工字形截面悬臂梁的稳定性

对自由端侧向位移和扭转简支约束、自由端仅扭转约束和自由端仅简支扭转弹性约束条件下,双轴对称工字形截面悬臂梁的稳定性进行研究,并提出临界弯矩的计算公式。这一计算公式能够考虑悬臂梁长细比的变化,以及横向荷载作用点沿截面高度方向变化对其临界弯矩的影响。通过与有限元结果的比较可以发现,所提出的计算公式可以获得精度良好的临界弯矩值。     

双跨连续钢梁整体稳定性研究

为了便于计算双跨工字型连续钢梁的弹性临界弯矩,基于各种荷载形式下简支钢梁的临界弯矩计算公式,采用ABAQUS有限元分析软件对双轴对称工字型两跨连续钢梁与相应简支钢梁的临界弯矩进行了分析对比,拟合出了双跨连续钢梁临界弯矩的修正系数,得出了双轴对称工字型双跨连续钢梁的临界弯矩计算公式.     

切口梁弯扭屈曲承载力参数分析

利用有限元方法,对切口梁进行弯扭屈曲分析。研究表明:切口长度、切口高度、梁的跨度对切口梁弯扭屈曲承载力有着重要的影响。与试验结果的对比验证了计算结果的准确性和适用性。根据有限元数据结果,提出了切口梁整体稳定系数计算公式。     

切口梁弯扭屈曲承载力参数分析

利用有限元方法,对切口梁进行弯扭屈曲分析.研究表明:切口长度、切口高度、梁的跨度对切口梁弯扭屈曲承载力有着重要的影响.与试验结果的对比验证了计算结果的准确性和适用性.根据有限元数据结果,提出了切口梁整体稳定系数计算公式.     

带孔冷弯薄壁钢构件的屈曲研究(英文)

自20世纪40年代以来,带孔冷弯薄壁钢构件因为具有节省钢材且容易形成异型构件等优点而在全世界范围内得到广泛应用。但是早先的研究只局限于受压或受弯个别构件的弯曲屈曲研究。带孔冷弯薄壁构件的分析和设计相当复杂,尤其是当开孔形状及位置不规则时更是如此。从理论分析出发,并结合文献中给出的一系列试验资料,通过多个算例,介绍了带孔的和不带孔的冷弯薄壁钢构件弯扭屈曲和畸变屈曲的计算方法。     

钢梁弯扭屈曲临界弯矩通用公式研究

为研究钢梁弯扭屈曲总势能方程中的各势能项对临界弯矩M_cr通用公式中各系数取值的影响,由总势能方程推导临界弯矩M_cr的通用公式及3种典型总势能方程下各系数的计算式,揭示各势能项与各个系数的联系,计算无侧向支撑简支钢梁临界弯矩M_cr通用公式中各系数的数值,并分别分析现行国家标准GB 50018-2002和GB 50017-2003的整体稳定系数φ_b设计公式存在取值各异的问题。结果表明：系数C₁、C₂和C₃的取值除都与非线性正应变能和非线性剪应变能有关外,系数C₁的取值还与圣维南扭转应变能有关,系数C₂的取值还与外荷载势能有关,而影响系数C₃取值的势能项则因总势能方程而异;现行国家标准GB 50018-2002和GB 50017-2003的φ_b设计公式应采用统一的形式,且应统一φ_b设计公式中系数C₃的取值。     

波形钢腹板组合箱梁桥的屈曲稳定性参数影响分析

为了了解波形钢腹板PC箱梁桥的屈曲稳定性能,本文采用三维有限元方法,计算分析了波形钢腹板厚度、高度、波高、板长等尺寸参数对一座40 m跨此类桥梁屈曲性能的影响,得出了参数影响规律,可为此类桥梁设计提供参考。     

Semi-empirical design of complex metal beams by buckling analysis

Structural elements with complex geometries, boundary conditions and load patterns cannot be designed against buckling using empirical formulae because of uncertain elastic buckling moments or unknown buckling effective lengths, which are basic parameters for these equations. This article proposes a shell finite element procedure for buckling design of metal beams of complex configurations with codified initial imperfections assumed in the Perry–Robertson formula. The advantage of the proposed method lies in the use of elastic buckling moment with empirical design formulae for determination of design moment capacity of a beam; thereby eliminating the uncertainty of modelling initial imperfections. More importantly, the moment modification factor and assumption of effective length can be avoided because all second-order and yield effects have been considered in the computer model. Numerical examples demonstrate that the simplified method has a high level of accuracy, versatility and flexibility for the design of complex beams.     

基于板-梁理论的桁架拱整体稳定分析

桁架拱结构因其受力性能良好,大范围应用于桥梁及大跨度建筑结构。取桁架拱单一节间为研究对象,基于抗扭刚度等效原则,将腹杆等效为腹板。基于板-梁理论求得桁架拱节间的平面外抗弯、抗扭以及翘曲刚度。选取9个不同跨径比的桁架拱,建立有限元模型,验证了简支桁架拱在轴压和纯弯两种不同工况条件下的整体屈曲情况。轴压状态下桁架拱一阶屈曲计算承载力与有限元分析承载力平均误差1.18%,最高误差3.50%。纯弯状态下平均误差0.21%,最高误差4.54%,证明了求得的桁架拱截面等效方法及截面参数的正确性,可为工程实践提供可靠的计算方法。     

单轴对称工字钢梁的弹塑性稳定系数

工字钢梁在工业厂房中应用非常广泛,而平面外弯扭失稳是薄壁构件的主要失稳模式,比单独的扭转失稳和弯曲失稳要复杂的多。以往钢梁稳定研究主要集中在双轴对称截面,单轴对称截面的整体稳定性研究较少。为此,对承受跨中集中荷载和关于跨中对称的两点荷载的单轴对称工字钢梁进行了弹塑性弯扭屈曲分析,考虑初始变形和两种残余应力分布。通过算例分析得到不同截面尺寸和荷载作用点高度的稳定系数变化规律,以修正的ECCS公式为基础拟合得到了适用于单轴对称截面横向荷载作用下的弯扭屈曲稳定系数公式,该公式适用于的荷载作用点高度为剪心到上翼缘以上120mm,和截面宽高比为0.42~0.76范围内的单轴对称工字钢梁。与有限元计算结果对比表明,公式计算结果与有限元分析结果符合良好,且公式与有限元计算结果相比较为保守。     

工字梁在弯矩和均布荷载作用下的整体稳定

利用ANSYS通用有限元分析软件,分别计算了5种跨度为6,8,9,10,12m的工字梁在一端弯矩和上翼缘横向均布荷载共同作用下的整体失稳。根据有限元分析结果,拟合了双轴对称等截面工字梁在一端弯矩和上翼缘横向均布荷载共同作用下的等效临界弯矩系数βb的回归公式,以期为GB50017-2003《钢结构设计规范》充实等效临界弯矩系数的计算公式提供参考。     

波形钢腹板箱梁嵌入式结合部的应力分布

针对波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥嵌入式结合部应力分布问题,以宁波市百丈东路甬新河桥为背景,应用三维有限元方法进行应力分析。通过有限元计算模型,分析了不同荷载条件下结合部的应力分布特性,讨论了嵌入式结合部钢腹板纵向约束对应力分布的影响。理论计算结果表明,波形钢腹板混凝土箱梁的结合部应力比较小;弯矩作用下结合部应力主要是由截面的弯曲应力产生,应力集中不明显;剪力作用下在钢腹板插入口附近有应力集中现象,易发生混凝土开裂、钢板疲劳损失;采用钢板作为纵向约束措施对改善结合部的应力集中有一定效果。     

冷弯薄壁多孔货架立柱的稳定性分析与研究

本文根据冷弯薄壁钢结构偏心受压的稳定性理论,提出了冷弯薄壁多孔货架立柱偏心受压计算方法;应用ANSYS软件对N90系列冷弯薄壁多孔货架立柱受压的稳定性进行了计算;进行了N90系列冷弯薄壁多孔货架立柱受压的稳定性试验和研究。