变截面开孔组合钢梁楼盖设计分析

以变截面开孔组合钢梁楼盖为研究对象,采用有限元法模拟计算,验证了采用规范算法对变截面开孔组合钢梁的适用性.分析表明,规范算法得到的钢梁应力、变形、舒适度等结果较可靠,且偏于安全.对比分析了有限元模拟计算和规范算法,发现不同几何参数(变截面段长度、跨中开孔位置、开孔率等)对强度、变形、楼盖舒适度等指标无显著影响.对组合钢梁楼盖内的钢筋构造、开孔的加劲构造给出了建议.     

腹板开孔钢梁的极限承载力有限元分析

应用有限元法对腹板中心开圆孔钢梁的性能和极限承载力进行了研究,并用其它学者所做的试验加以验证。由有限元计算所得的极限荷载、破坏特征以及荷载变形关系与试验结果比较接近。研究表明,在孔洞周边设置加劲肋对孔进行加强可以显著改善这类梁的承载性能。     

大尺度矩形孔钢梁设计方法

结合国内外现有的相关研究和规范，提出了大尺度矩形开孔钢梁构造措施的建议。在对大尺度矩形孔钢梁数值分析的基础上，对影响开孔钢梁截面应力分布的开孔参数进行了进一步分析，提出了开孔截面和开孔影响区域截面正应力和剪应力的简化计算方法和计算式，给出了矩形孔钢梁强度计算的设计方法；分析了矩形开孔钢梁的稳定验算准则，并给出了近似处理方式；参照蜂窝梁挠度的计算方法，提出了开孔钢梁挠度的近似计算方法，并按最不利情况给出了开孔钢梁挠度修正系数的计算式；结合算例验证了设计建议的可靠性和实用性。     

不规则开孔梁试验及有限元参数化分析

文章针对两榀实际工程中开不规则巨型孔的大跨度钢梁进行静力试验及有限元分析,研究该梁在孔边加强后的静力性能.研究结果表明,通过对开孔梁进行孔边加强,其变形刚度较未开孔梁提高约12％,但由于开孔影响了钢梁上的应力分布,使加强后开孔梁翼缘应力相较未开孔梁提高约20％;若开孔梁不进行加强,则其变形刚度相较未开孔梁减小约13％,...     

梁腹板开有圆孔时的稳定问题研究

钢梁腹板开孔的局部稳定问题非常重要。本文作者研究了开有圆孔的腹板在剪切、弯矩单独作用下的屈曲应力以及相应的腹板高厚比限值。此外,分析了腹板在剪切、弯矩共同作用下的屈曲问题,得出了用相关公式表示的屈曲条件。     

开孔补强波纹腹板钢梁受弯承载力性能研究

研究波纹腹板H形钢梁开孔后经钢套筒补强后的受弯性能。设计完成了两个试件的受弯承载力试验,得到了试件的荷载-位移曲线、极限荷载和破坏形态等。采用ABAQUS有限元软件对其进行数值模拟,并对其受弯承载力进行了理论分析,提出了受弯承载力的计算式。研究表明,波纹腹板H形钢梁开孔后经过补强仍具有较好的抗弯变形能力,并且具有较好的塑性性能;开孔后经过补强的波纹腹板梁在弯矩作用下腹板上几乎不存在弯曲正应力,认为截面弯矩完全由上、下翼缘承担;其抗弯承载力可采用理论公式进行设计。     

冷弯薄壁C形开孔钢梁承载力有限元分析

近年来冷弯薄壁型钢中的腹板开孔构件得到越来越多的应用,其承载力是工程设计和分析时首先需要解决的问题.选取净跨分别为3.5,5.5m的腹板开孔C形截面梁进行竖向静力均布荷载作用下的承载力分析,建立了有限元模型,通过对孔间距、孔洞大小、孔边距等开孔参数进行计算分析,总结了开孔参数对开孔梁极限承载力的影响规律,并提出开孔方式优化方案.结果表明:开孔梁的孔数和孔边距是影响开孔梁极限承载力和破坏形式的重要因素.开孔梁优化设计时应留足孔边距和避免靠近支座处的孔间腹板受压.     

全焊接整体式节点腹板开孔形式应力影响分析

对于整体式节点的研究主要集中于整体节点板上,而对于节点腹板开孔形式少有探讨。因此,文章通过Midas FEA建立整体式节点有限元模型,首先分析在整体式节点的腹板连接处开孔的必要性。其次,通过对比4种不同开孔的应力情况,得出一种较合理的构造形式。最后,针对得出的较为合理的构造形式研究了不同宽径比下的腹板中点应力集中系数,从而得到较合理的宽径比。研究结果表明,整体式节点的腹板连接处有其开孔的必要性;其开孔较合理的形式为设过渡弧线与过渡直线的圆弧孔,其较合理的宽径比为0.4。     

开孔梁的疲劳损伤度研究

船舶结构中,在强桁材腹板上开孔常会引起应力集中问题。基于此,对强桁材上开孔边界结构的疲劳强度进行了评估,针对开孔位置的变化引起的孔边疲劳强度的变化进行仿真模拟,建立了两者间相互关联的力学模型,并利用1stOPT软件,对不同开孔位置下,孔边结构疲劳损伤度的变化进行了无因次的参数拟合,在定性分析的基础上,提出开孔位置距离纵桁端部的有效距离达到跨长的1/6时,孔边结构的疲劳强度问题将成为结构破坏的主要失效模式,因而在实际工程的设计和制造中,当开孔位置过于靠近纵桁端部时,应该以结构的疲劳强度响应作为安全校核的基础之一。     

开孔薄壁钢梁-轻骨料混凝土装配式组合楼板受火试验研究

为研究由冷弯卷边H形开孔薄壁钢梁和预制轻骨料混凝土板形成的装配式组合楼板的受火性能,对6个两端简支组合楼板试件开展了高温下试验研究,得到了试件的温度及位移响应。研究结果表明：在等效均布荷载2.0 kN/m²及最高炉温为600℃的烃类火灾作用下,以轻骨料混凝土及腹板开孔薄壁钢梁形成装配式组合楼板具有良好的抗火性能,组合楼板的跨中挠度最大为L/44（L为组合楼板跨度）时,试件仍保持良好的整体性;主钢梁腹板开孔直径与分布形式对组合楼板的整体抗火性能均有显著影响,为减小组合楼板高温下的位移响应,对主钢梁腹板的开孔宜优选孔径大、数量少的分布形式;抗剪键数量对组合楼板抗火性能的响应影响远大于对预制板类型的影响。     

钢梁翼缘开孔补强技术试验研究

为验证钢梁翼缘开孔后按照等强设计方法进行的补强措施的合理性,在进行的15根梁跨度1/3点静力加载梁试件中,本文选取一根完整试件和一根跨中开三个孔并进行补强的试件梁进行比较分析,开孔孔径为40mm,补强板尺寸240mm×145mm×10mm.试验结果表明:开孔补强试件的极限承载力大于完整试件2.46％,屈服荷载前者小于后者2.1％,两试件荷载一位移曲线贴合比较好,充分说明补强措施的合理性,可以为工程应用提供参考.     

六边形孔蜂窝梁腹板的屈曲性能分析

蜂窝梁是腹板开孔钢梁的一种,由于其结构合理、经济美观,已被广泛应用于工业与民用建筑、桥梁及轮船等多个领域。本文借助有限元分析软件ANSYS对六边形孔蜂窝梁腹板的屈曲性能进行了分析,求出了单孔、双孔以及多孔腹板在纯弯和纯剪作用下的屈曲模态和屈曲系数,拟合了相应的计算公式,并最终确定了腹板的高厚比限值,可供有关设计参考。     

钢筋混凝土圆孔梁的抗震性能及其设计方法

采用钢筋混凝土圆孔梁是一种降低高层建筑层高的有效途径。由于梁腹开孔后破坏了钢筋混凝土梁的受剪机理，尤其当孔洞设置在框架梁端附近时，在地震作用下，使高层建筑框架梁端塑性铰区域的受力性能更为复杂。为解决这类框架梁的设计问题，本文通过２４根圆孔梁及２根对比实腹梁的低周反复荷载试验和静力荷载试验，结合对国内外有关试验的研究，基本摸清了圆孔梁的静力性能及抗震性能。根据受力特征和破坏形态的机理分析，提出了圆孔梁的实用强度计算方法及有效的配筋构造措施。     

等离子弧切割技术在小截面钢梁开洞中的应用

根据工程实际情况,需要在正在使用的钢梁上开洞,为减少开洞对整体结构的影响,需采用“冷开洞”的方式,即切割施工温度不超过300℃.通过方案比选,确定将等离子弧切割技术应用于小截面钢梁开洞施工中,有效地解决了既有钢结构开洞的难题,通过工程实践,等离子弧切割在有效避免钢结构热变形的同时,能提高施工速度,保证施工质量.     

局部切口钢梁的稳定设计

在钢结构中,当框架梁与主梁或与次梁在一个平面时,或因建筑要求而使相交梁的下翼缘在同一高度时,通常切去梁翼来满足空间格构要求。在切去梁翼后(简称切口)梁的侧向屈曲强度会比通常采用的设计理论所计算的强度大大降低。本文一方面介绍了一些国外在这方面的最新研究,更主要的是提出用有限元法计算这类问题的方法和步骤。     

蜂窝梁在水工钢闸门中应用技术初探

本提出了将蜂窝梁应用于水工钢闸门中的设想，介绍了蜂窝梁的制作、构成及其特性，提出了水工蜂窝梁的构成方式。探讨了(水工)蜂窝梁承载力设计、局部稳定设计和板件的稳定、强度和构造要求等，指出了在(水工)蜂窝梁设计中尚需解决的问题。     

圆角多边形孔蜂窝梁孔间腹板屈曲承载力计算方法对比研究

分析对比了圆角多边形孔蜂窝梁孔间腹板屈曲承载力的不同计算理论,包括楔体理论模型、英国钢结构协会计算手册理论模型、LAWSON理论模型及斜压柱模型等。采用不同理论对蜂窝梁孔间腹板的屈曲承载力进行了计算,并与试验结果进行了对比。结果表明,应用于六边形孔的楔体理论计算值过于保守,与试验值偏差均超过50%;应用于圆形孔的英国钢结构协会计算手册理论模型及LAWSON理论模型计算值也过于保守,偏差范围在58%~70%之间;斜压柱理论相比其它方法,计算结果较为准确,偏差范围在7.6%~39%之间。并采用验证的有限元方法分析了不同孔距、孔高及腹板厚度的蜂窝梁孔间腹板的屈曲承载力。应用斜压柱理论模型计算孔间腹板剪力承载力,与有限元参数分析结果对比表明,斜压柱模型按规范BS 5950-1:2000计算的理论值过于保守,理论值与有限元结果比值范围在0.185~0.384之间;按规范EN 1993-1-1计算的理论值评价孔距较小(S/d_0=1.4)蜂窝梁的剪力承载力时偏于安全,理论值与有限元结果比值范围在0.878~0.972之间,当孔距较大(S/d_01.4)时,理论结果偏于不安全,理论值与有限元结果比值范围在1.054~1.818之间,需要进一步修正。     

钢筋混凝土开洞梁的刚度研究

为了增加建筑结构的净高,采用混凝土梁上开洞的方式,降低工程造价。首先对钢筋混凝土开洞梁孔洞的构造措施进行了概述,其次主要对钢筋混凝土开洞梁的刚度进行了研究讨论,最后对混凝土开洞梁今后的研究进行了展望。     

碳纤维复合材料加固圆形中空截面钢管梁设计

将碳纤维复合材料(CFRP)薄板粘结在圆形中空截面(CHS)钢管表面是一种提高截面结构性能的新方法。CFRP薄板用于钢管截面加固,设计时需了解其对钢材圆形截面的限制能力。该文给出了用CFRP加固CHS钢管抗弯能力的估算方法。CFRP箍环对管壁的约束能够减少局部纵弯失稳的影响。设计时将CFRP箍环的弹性模量作为纵向CFRP弹性模量的一部分,以此考虑CFRP箍环的影响。纵向CFRP将管壁的局部纵弯失稳的影响降至最低,最终增加钢管的局部抗弯刚度和强度。对现有设计准则,尤其是AS/NZS4600(2005),AS4100(1998)和EC3中所包含的加固影响参数进行了讨论。考虑了不同CFRP数量、纤维箍环弹性模量和钢材屈服强度对加固的影响。采用CFRP-CHS钢管的强度曲线和参数类型来描述其强度提高程度。     

钢骨混凝土梁的设计方法

本文介绍了钢骨混凝土梁正截面承载力、抗弯刚度和裂缝宽度的设计计算方法,供工程设计人员参考.