单轴对称截面轴心受压构件的弯扭屈曲设计问题

阐述单轴对称截面轴心受压构件弯曲屈曲和弯扭屈曲两种失稳形式,以及绕截面对称轴弯扭屈曲换算长细比的计算方法和应用实例。     

高强度等边单角钢轴压构件稳定设计研究回顾与问题探讨

高强度单角钢轴压构件的稳定性能因其材料的屈服强度等力学性能改变而发生变化,因而在稳定设计及其相关研究中会遇到许多新的问题。针对这一现状,结合我国GB 50017-2003《钢结构设计规范》、美国钢结构设计规范ANSI/AISC 360-05和ASCE 10-97等三部规范,对设计规范中宽厚比限值规定的适用性、高强度角钢宽厚比限值制定的必要性、角钢构件长细比的计算,以及现有角钢轴压构件稳定计算的折减方法等问题进行了探讨和算例分析,基于稳定的基本理论和数据结果的对比分析,解释并给出了上述几个问题的确定性结论和需要注意的方面,为高强度单角钢轴压构件稳定设计方法的研究提供了参考。     

轴心压杆弯扭屈曲分析及对比

当钢构件的长细比较小而截面的抗扭及抗翘曲刚度均较低时有可能发生弯扭屈曲 ,《钢结构设计规范》(GBJ 17- 88)对这种构件均只计算其弯曲屈曲 ,对其可能发生扭转屈曲的问题没有特别的规定。鉴于此种情况给出了具体计算方法 ,并且对比分析了国外关于轴心压杆弯扭屈曲的计算方法     

考虑支座约束影响的大角钢轴压杆失稳形态研究

针对大角钢轴压杆失稳形态这一问题,对90根大角钢构件进行轴压试验,并考虑试验中支座的弯曲转动刚度和扭转转动刚度的影响,对大角钢构件绕非对称轴的弯曲长细比和绕对称轴的扭转长细比进行了修正.研究结果表明:大角钢轴压杆的失稳形态以弯曲失稳为主,对于长细比小于40的大角钢轴压杆可不用验算其弯扭屈曲承载力,仅按弱轴弯曲屈曲计算其...     

单角钢轴压杆件弹性和非弹性稳定承载力

热轧角钢有等边和不等边两种类型。由于截面对称性方面的差异,两类角钢在承受轴压力时,性能有明显差别。针对等边角钢在非弹性范围的受压承载力由弱轴弯曲屈曲控制还是强轴弯扭屈曲控制这一问题进行了分析,结果表明：在非弹性范围和弹性范围一样,杆件失效时呈弯曲屈曲,对于宽厚比较大的高强度角钢,需要计及局部屈曲效应。不等边角钢压杆失效时总是呈弯扭屈曲,其临界力计算比较复杂。通过计算分析,得出了把问题转化为按弯曲屈曲分析的等效长细比的方法。此法既适用于弹性范围,也适用于非弹性范围。和现有试验资料对比表明,文中的等边和不等边角钢轴压杆件的计算方法,都可用于设计工作。     

输电塔组合角钢构件稳定性分析

输电塔的主材通常采用单角钢、双肢和四肢组合角钢构件。通过对GB 50017-2003《钢结构设计规范》和DL/T 5154-2002《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》的比较,指出当采用局部稳定强度折减系数mN后,即可不必考虑扭转屈曲对组合角钢构件稳定性的影响。真型塔试验结果表明,通过普通螺栓连接的组合角钢分肢存在受力的不均性,并将产生较大的截面偏心弯矩,从而导致构件提前弯曲失稳破坏。建议采用组合长细比来反映分肢受力不均的影响,并给出换算长细比的计算公式。     

单角钢压杆的屈曲及稳定计算

在钢结构工程中经常采用等边或不等边单角钢作为轴心受压构件,现行钢结构设计规范(GB50017—2002)提供了等边单角钢压杆的截面类别及稳定计算方法,但对不等边单角钢压杆的规定相对粗糙。本文根据弹性稳定理论和角钢截面特征规律,推导了等边及不等边单角钢轴心受压构件的屈曲条件和长细比简化计算方法,并给出了稳定设计方法。扭转屈曲换算长细比仅与角钢肢宽与肢厚的比值有关,这使得弯扭屈曲换算长细比的计算也进一步简化。经过验证,该方法简单实用,可供工程设计参考。     

Y形截面轴压构件的稳定承载力

Y形截面构件作为一种新型截面代替双角钢或四角钢截面作为输电塔主材构件首次被运用于糯扎渡送电广东±800kV直流输电线路工程中,但目前由于缺乏该种类型截面的理论和试验研究,限制了其推广应用。运用经典弹性理论和切线模量理论分别分析了3种Y形截面构件在弹性和弹塑性范围内的屈曲性能和稳定承载力,并利用ANSYS软件有限元分析对理论结果进行验证。此外将有限元结果与按《钢结构设计规范》(GB50017—2003)中a类和b类曲线计算得到的稳定承载力比较,提出了Y形截面的设计方法。     

输电铁塔单角钢轴压承载力计算公式及试验研究

国内外规范中关于单角钢轴压承载力的计算理论及计算值不尽相同,按照ASCE 10-97计算所得的承载力安全保障不足,而按照国内规范设计则安全裕度较大,偏保守。针对国内外规范计算得到的单角钢轴压承载力差异较大的问题,对比分析了各相关规范关于单角钢轴压承载力的计算理论,开展了3个规格3种长细比的Q345单角钢的轴压承载力试验;探讨了国内外单角钢轴压承载力试验值与规范值的差异。经分析研究可知,当长细比较大时,角钢主要发生绕最小轴的弯曲破坏,此时宽厚比对单角钢轴压承载力的影响不大,对宽厚比有限值的公式可在长细比较大时对其进行修正;按照美国规范ASCE 10-97计算出的角钢承载力规范值与试验结果吻合较好,我国规范《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T 5154—2002)可参考美国规范的计算方法来进行修正。     

美国房屋钢结构规范几个问题的评论

讨论美国房屋钢结构规范ANSI/AISC 360-10正文和条文说明中存在的几个问题。首先是关于压弯构件Cm系数的命名、取值和避免与另一系数Cb重复。其次是关于轴压构件板件宽厚比限值λr规定的矛盾和压弯构件λr的缺失。再次是焊接压弯构件弯扭屈曲的计算公式。最后是单边连接单角钢压杆等效长细比如何应用于高强度角钢。     

脚手架结构的稳定承载能力

防止失稳破坏是确保各类脚手架结构工作安全的主要要求。本文分析了常用脚手架结构的稳定承载能力,并提出了相应的设计要求和注意事项。     

扣件式钢管支撑体系承载力影响分析

扣件式钢管支撑体系凭借其构造简单、灵活,维护简便、部件的通用性强等优点在我国的工程建设中得到广泛的应用。通过对国内大量扣件式钢管支撑体系足尺试验及局部试验进行分析,对剪刀撑设置方式、横杆步距、高宽比、悬臂杆长度以及传力途径等一系列因素对扣件式钢管支撑体系整体承载力的影响以及扣件扭紧力矩、搭接方式等对扣件式钢管支撑体系局部承载力的影响进行研究,并提出一些目前还存在的问题,旨在为今后的研究确定方向并为实际工程应用提供借鉴。     

温度对钢管混凝土承载能力影响的分析

本文论述了钢管混凝土的优点,分析了其不能被充分利用的主要原因,一是混凝土干缩所引起钢管和混凝土的离析作用,二是外界温度作用下,钢管和混凝土膨胀不同所造成的间隙.文中还对钢管混凝土的各受力阶段和应力进行了分析,找出微裂缝与钢管混凝土破坏的关系以及温度对钢管混凝土受压构件承载力的影响,最后提出了采用自应力钢管混凝土的解决办法.     

钢框架梁端抗震节点承载力对比分析

钢框架梁柱连接节点是保证梁和柱连接的关键部位,节点研究对钢结构抗震性能具有重要的意义。文章介绍了4种新型抗震节点类型和设计方法,通过计算分析了扩翼型等节点的截面承载力,得出扩翼型节点的优势,验证了已有的结论,为抗震节点承载力计算提供了参考。     

火灾后栓接Q690角钢净截面受拉承载力研究

对栓接Q690角钢在火灾后的净截面受拉承载力展开研究,参考过火后高强钢Q690材性试验结果,利用ABAQUS建立栓接Q690角钢的有限元模型,分析面外偏心距、螺栓连接长度、过火温度对火灾后栓接Q690角钢净截面受拉承载力的影响; 将已有相关公式及规范公式的计算结果与模拟得到的角钢支撑受拉极限荷载进行比较; 基于最小二乘法,提出了Q690角钢净截面受拉承载力的有效截面系数公式,对比了数值结果及其他文献试验结果; 基于数值模拟数据库,进行了可靠度分析。结果表明:有效截面系数随着螺栓连接长度的增大而增大,随着面外偏心距的增大而减小,而过火温度对有效截面系数几乎没有影响; 美国规范AISC 360-16对不同过火温度下Q690角钢净截面受拉承载力预测结果偏于不安全,中国现行《钢结构设计标准》预测结果偏于离散; 提出的计算公式对于不同过火温度下的栓接Q690角钢净截面受拉承载力均能进行较好预测; 推荐所提出公式计算火灾后栓接Q690角钢净截面受拉承载力的抗力分项系数为1.061。     

输电塔不等边角钢交叉斜材稳定承载力研究

对一种输电塔常用平面节间进行了真型试验,研究了不等边角钢交叉斜材在一拉一压受力情况下的稳定承载力与破坏模式;采用ABAQUS有限元软件对不等边角钢斜材试件进行模拟,验证了有限元模型的可靠性,并进而研究了不同内力比值、钢材强度、截面规格对斜材承载力的影响规律。结果表明:试验中不等边角钢失稳模式主要为面外屈曲。当斜材处于一拉一压时,压杆承载力随拉力增加而增大;当斜材处于同时受压时,极限承载力随着两杆压力比值的增加而减小;在同时受压状态下,提高材料强度对承载力的提高不会起到显著的作用;增大肢厚或平面内和平面外肢长均能使承载力提高。基于以上分析,提出了可供参考的不等边角钢交叉斜材的计算长度修正系数,并与现有规范进行了比较。     

大型钢结构节点承载力的有限元分析

采用有限元方法计算大型钢结构节点的承载力,针对带加劲肋和不带加劲肋的十字型钢管节点,给出有限元方法的建模过程和建模方法,计算在支管轴向荷载作用下的承载力,并将有限元计算结果与足尺试验结果进行比较。研究发现,在支管承压情况下有限元建模时可以对支管的模型进行简化;带加劲肋和不带加劲肋十字型钢管节点的有限元分析结果与足尺试验结果比较吻合;有限元方法可以获得荷载位移曲线的下降段。     

某工程钢栏杆立柱水平承载力试验分析

结合某工程实例,通过现场加载测试其钢栏杆立柱在水平荷载作用下的使用性能和承载能力,从而确定该工程钢栏杆的安全性能,可供类似项目参考。     

应用稳健设计分析钢管混凝土承载力影响因素

介绍了稳健设计法,并引入信噪比,用稳健设计法分析影响钢管混凝土承载力的几个主要因素,得出各种因素的重要程度,为以后的设计提供依据.     

钢梁柱节点受力性能的有限元分析

采用ANSYS大型有限元结构分析软件,对钢框架梁柱节点进行了弹塑性有限元分析,得出其应力分布变形特征及极限承载力。ANSYS计算分析的结果与有关理论及试验研究结果吻合较好。并对梁柱节点的力学性能进行了分析,即对梁柱节点形式进行了优化分析处理,提出了更为经济合理的更有利于改善节点抗震性能的改进型结构。