格构柱的夹层梁—相关屈曲理论

本文把夹层梁理论、缺陷杆的有效轴压刚度概念和格构柱的特点结合起来建立了格构柱的夹层梁——相关屈曲理论,它可用于研究各种缺陷对柱承载力的影响和柱肢弯曲与整体弯曲的相互作用。通过例子得到如下结论:(1)存在着不利的局部弯曲和整体弯曲的相互影响,(2)柱肢临界应力可作为格构柱的“受压屈服应力”使用,(3)完全弹性格构柱会发生极值型失稳。本文还简单地讨论了单肢验算法的理论依据及其合理性,提出了一新的剪力取值公式。     

薄壁钢梁稳定性计算的争议及其解决

在规范修订过程中,对钢梁的整体稳定性计算,有学者对《钢结构设计规范》(GBJ17—88)所依据的临界弯矩计算公式提出了质疑,并提出了新的计算公式。本文对规范所依据的公式和新提出的公式所依据的理论进行了对比,对新公式所依据的理论提出了疑问。为避免薄壁构件理论引入的各种假设带来思辨上难以解决的争议,本文采用ANSYS通用有限元程序的三维板壳单元SHELL63进行了6组共36根梁的整体失稳分析。有限元分析结果表明,采用板稳定理论求得的梁临界弯矩与《钢结构设计规范》(GBJ17—88)所依据的公式符合较好,而与新提出的公式比较相差较大。本文根据薄壁梁弯扭稳定理论,推导了考虑非线性正应变和剪应变的梁失稳过程应变能的变化公式,从而解释了考虑非线性剪应变的理论与ANSYS分析结果不符的原因,并对传统的稳定理论得到的结果进行了肯定。     

考虑层与层相互支援的框架柱计算长度系数

框架稳定计算的传统假定导致梁对柱子的约束在上下柱之间按照柱子的线刚度分配，因此强柱反而得到更多的约束，与实际情况可能不符。本文放弃了传统计算长度系数法的三个理想化假定，提出了考虑层与层相互作用的框架柱计算长度的几乎精确的简单代数方法。对于两层框架，通过求解一个一元二次方程得到分配给各柱柱端的转动约束；对于三层框架，通过求解一个一元三次方程得到各柱柱端的转动约束；进而由传统公式计算或从规范附表查得μ值。对于更多层的情况，假设相邻层柱子远端的梁约束在上下柱之间按线刚度分配。可以得到很精确的薄弱层柱子计算长度系数。其它层柱子的计算长度系数则从各柱子计算长度之间存在的关系得到。由于这个模型引入了相邻层柱子远端的梁约束。因此可以考虑远端铰支或固定的情况。获得的结果在所有情况下满足工程要求的精度。     

加劲T形件连接节点试验研究

为研究T形件连接中端板加劲肋的性能及对节点刚度和承载力的影响,对3组无加劲和6组不同形状和厚度的加劲T形件试件进行了单向加载试验研究. 对节点承载力、端板相对变形、加劲肋和端板上的应变进行了测量,获得了荷载 位移曲线和关键部位的荷载-应变曲线. 考察了不同形状和不同厚度加劲肋对节点刚度和承载力的影响,给出了加劲肋的设计方法. 试验结果表明,工程中常用的端板加劲肋强度和刚度过低,达不到预想的加劲肋效果,而设计的加劲肋能够很好地满足规范所隐含的加劲肋使端板外伸部分由一边固支三边自由板变为两相邻边固支板的要求.     

隅撑支撑框架结构的性能及其设计方法

隅撑支撑框架（knee-bracedframe,KBF）是在梁柱连接的附近设一延性耗能的隅撑,主支撑连接在此隅撑上而构成的抗震结构体系。与偏心支撑框架（EBF）抗震结构体系对比,KBF具有中震时框架结构不损坏,维修方便的优点。本文对KBF的研究现状进行了综述。推导了隅撑框架结构的横向刚度,提出了构造KBF结构骨架曲线的方法;采用有限元分析考察了不同的隅撑形式、不同高宽比下KBF结构的弹塑性性能;分析了隅撑塑性转角增量与层间位移增量的关系,总结了设计方法和设计步骤。     

加劲T形连接件有限元分析

根据T形连接件与端板受拉区的相似性,利用有限元分析软件ANSYS对单向受拉T形件连接节点进行三维非线性有限元分析。给出了T形件连接节点弯矩-转角曲线、节点变形及螺栓撬力分布和变化规律等,并将有限元结果与试验结果进行了全面的比较。研究表明,有限元方法能够很好地分析无加劲和加劲T形件连接的受力性能。工程中常用的加劲肋达不到预想的加劲效果;螺栓撬力的分布和变化规律与端板加劲肋的形状和厚度有密切关系。     

《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》的理解与应用——钢柱脚

根据《钢结构与钢-混凝土组合结构设计方法》,详细介绍了钢柱脚的轴力传力机制以及外包式钢柱脚的弯矩传力机制。对于外包式钢柱脚,指出规范关于外包混凝土最小高度要求的实质,提出了钢柱传递至外包混凝土的轴力、界面抗剪、外包混凝土的抗冲切等计算公式,并对《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99—2015)关于外包式钢柱脚极限受剪承载力的计算公式提出了改进建议。现行规范关于钢柱下混凝土的局部受压计算,偏不安全,提出了基于壁板以及钢柱整体的混凝土局部受压计算方法。     

某现代物流配送中心超长钢筋混凝土结构的温度效应分析及裂缝控制措施

某些超长钢筋混凝土结构对楼面连续性及平整性有严格要求,无法设置温度伸缩缝。如何降低温度效应、控制裂缝产生,是此类工程面临的主要问题。对某现代物流配送中心超长钢筋混凝土结构温度效应进行有限元分析,基于数值分析结果和实际工程应用,提出一种设置“温度变形槽”的裂缝控制措施。分析表明,提出的裂缝控制措施能够有效降低超长钢筋钢筋混凝土结构楼板的温度应力、控制裂缝产生。     

双重弯剪型抗侧力结构的屈曲及其二阶效应

该文采用连续模型对刚度和轴力均匀的双重弯剪型抗侧力结构的屈曲进行分析,得到了计算临界荷载的精确公式。公式表明:双重抗侧力结构总的临界荷载是两个结构作为独立结构时各自临界荷载的简单相加,与竖向荷载在两个结构上的分布无关。对在均布水平荷载和顶端竖向集中荷载共同作用下的双重弯剪型结构进行了二阶分析,得到了弯曲侧移、剪切侧移、总侧移及其两个结构中的弯矩的二阶效应放大系数,并提出了简化计算公式。该公式用于顶部侧移计算非常精确,用于下部侧移计算精度良好且偏于安全;该公式也可以用于子结构整体弯矩的计算,子结构是框架的情况下也可以用于框架柱柱端弯矩的放大计算,在下部2/3高度范围内偏于安全。整个解析解的推导过程表明,这些放大系数也与竖向荷载在两个结构上的分布没有关系。     

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。