单肢连接的单角钢压杆承载力分析

在比较国内外规范对单面连接角钢压杆的设计规定的基础上,利用ANSYS有限元程序对单面连接等边单角钢极限承载能力进行分析,提出了单面连接角钢的承载力设计公式,同时考察了角钢两端支承条件、荷载偏心、角钢肢宽厚比对极限承载能力的影响。     

不同滞回模型下单自由度系统的位移和能量反应

为考察塑性耗能、阻尼耗能、延性以及刚度突变对于抗震和减振的意义,对冲击和简谐荷载作用下的不同滞回模型(理想弹塑性、双折线线性强化型、剪切滑移和非线性弹性模型)的单自由度(SDOF)系统振子进行了理论和数值的分析.通过研究得到了冲击荷载下,结构所能承受的荷载等于结构的最大静力承载力;并给出了结构的最大位移、振幅等计算式.在简谐荷载作用下,当荷载频率低于结构自振频率时,总体上振幅随后期刚度增大而减小;当荷载频率远大于结构自振频率时,结构的振幅几乎保持不变.结构的塑性耗能比阻尼耗能更有利于结构振动位移的控制,尤其在共振条件下更为显著.     

持续损伤中能量的传递和遗失对焊接钢桥结构影响

焊接钢桥结构持续损伤至破坏的过程可以从两方面加以分析:一方面要考虑此过程中能量的耗散;另一方面要考虑此过程中焊接部位损伤负向激励。基于Griffth能量准则思想,提出了结合动态能量相互传递与遗失理论(TETL)和损伤负向激励机制(MDPE)并考虑焊接钢桥结构剩余寿命的综合评估方法。将提出的综合评估标准应用到钢桥结构中,耦合了损伤负向激励机制与焊接结构参数之间的关系。从而有机地促进了能量相互传递与遗失理论和损伤负向激励两个方向的整体结合。为验证方法的有效性,给出悬臂梁和X形框墩二者的焊接连接的数值算例,并与基于S-N曲线的CD法和检测评估方法进行了分析比较,为钢桥结构安全寿命提供了一种较为实用的预测途径。     

偏心支撑压弯构件稳定性分析

对压弯构件在跨中设置侧向支撑和扭转支撑时的稳定性进行研究 ,先就一般情况建立平衡微分方程 ,推导出压弯构件的稳定临界方程 ,在此稳定临界方程的基础上对偏心支撑压弯构件进行详细的分析 ,得到了使压弯构件计算长度减半的扭转支撑临界刚度表达式和侧向支撑临界刚度表达式 ,导出了判断支撑是否能使压弯构件计算长度减半的临界荷载偏心。此外还分析了非完全支撑时支撑刚度和构件承载力的关系 ,以及侧向支撑、扭转支撑及两者联合作用对构件承载力的影响 ,推出了上面所有分析的解析式     

双伸臂巨型结构整体稳定性分析

通过对伸臂位于顶部及中部任意高度的巨型结构进行整体稳定性分析,提出了双伸臂巨型结构中伸臂和边框架柱相互作用的独立弹簧和关联弹簧模型。推导了双伸臂巨型结构整体失稳的临界方程,通过具体算例的分析得出：双伸臂巨型结构失稳时,伸臂巨型结构层总的临界轴力与轴力在核心筒与伸臂端的边框架柱之间分布基本无关。分析还表明,伸臂结构失稳时伸臂巨型结构层之间存在较大的相互作用。将基于整体以及层的荷载负刚度理论运用到伸臂巨型结构中进行分析,研究伸臂巨型结构与普通框架结构失稳性质的异同,揭示了伸臂巨型结构在本质上更加接近于框架结构而非整体弯曲型结构。     

钢梁稳定性再研究:中国规范的演化及其存在问题(Ⅰ)

首先简单阐述了我国钢梁稳定系数在我国不同时期各个版本的《钢结构设计规范》中的发展演变。分析发现,GB 50017-2003《钢结构设计规范》中的钢梁稳定系数存在如下问题:1)强度计算演化为基于截面的承载力而稳定系数的定义仍然停留在TJ17-74《钢结构设计规范》中的基于边缘纤维应力的定义;2)隐含了塑性开展系数1.1,该系数大于强度计算的系数1.05,且导致了对翼缘宽厚比为13~15的钢梁也利用了塑性开展系数;3)钢梁稳定系数取平均值却未像TJ17-74在压杆稳定系数中引入附加安全系数;4)未区分焊接梁和轧制梁,对焊接梁更为不安全。     

钢梁稳定性再研究:国际上的试验研究和理论分析(2)

介绍国际上对钢梁进行试验研究的试验数据以及理论分析,表明如下几个现象和结论:1)焊接梁的稳定系数低于热轧梁;2)焊接梁试验结果的离散性比热轧梁的大;3)早期热轧梁的试件较多,而且为了验证切线模量法,试件的制作和对中比较严格,试验结果偏高;后期随双非线性分析技术和手段的发展,相关试验结果下降;4)初弯曲对稳定系数影响巨大,无法采用残余应力来等效;5)截面的高宽比越大,稳定系数越小;6)荷载形式对稳定系数有不能忽略的影响;7)正则化长细比1.0处的试验结果中,热轧梁稳定系数的下限约为0.6,焊接梁约为0.5。     

耐火钢-混凝土简支组合梁抗火性能

为研究耐火钢-混凝土简支组合梁在火灾下的变形性能和耐火极限,基于有限元软件ABAQUS建立的分析模型分别对采用防火涂料和防火板保护的耐火钢-混凝土简支组合梁标准升温下的抗火性能进行模拟.分析了荷载比、防火保护层、材料强度、截面尺寸、混凝土楼板中纵向钢筋等因素对组合梁耐火极限的影响.结果表明:荷载比和防火保护层厚度是影响耐火钢-混凝土简支组合梁抗火性能最重要的两个因素.钢梁板件厚、翼缘宽等对耐火钢-混凝土组合梁的抗火性能有一定有利影响.材料强度、钢梁高和楼板厚、楼板宽和楼板中纵向钢筋直径对耐火钢-混凝土简支组合梁的耐火极限影响不大.同等条件下防火板比防火涂料具有更好的防火保护效果.当荷载比为0.5~0.7时,使用耐火钢替换普通钢后钢-混凝土简支组合梁的耐火极限提高35%~40%,可减小防火涂料厚度30%左右.采用中国规范(CECS 200:2006)中的方法计算耐火钢-混凝土简支组合梁的耐火极限,和有限元计算结果相比荷载比较小时偏保守.     

钢梁稳定性再研究:中国规范的演化及其存在问题(Ⅰ)

首先简单阐述了我国钢梁稳定系数在我国不同时期各个版本的《钢结构设计规范》中的发展演变。分析发现,GB 50017-2003《钢结构设计规范》中的钢梁稳定系数存在如下问题:1)强度计算演化为基于截面的承载力而稳定系数的定义仍然停留在TJ17-74《钢结构设计规范》中的基于边缘纤维应力的定义;2)隐含了塑性开展系数1.1,该系数大于强度计算的系数1.05,且导致了对翼缘宽厚比为13~15的钢梁也利用了塑性开展系数;3)钢梁稳定系数取平均值却未像TJ17-74在压杆稳定系数中引入附加安全系数;4)未区分焊接梁和轧制梁,对焊接梁更为不安全。     

均布压力作用下变截面Timoshenko悬臂柱的稳定性

对变截面Timoshenko悬臂柱承受均布荷载和柱顶集中荷载的屈曲进行研究,推导适用于变截面构件分析的物理刚度矩阵和几何刚度矩阵,编写程序获得不同参数下悬臂柱弯曲屈曲和剪切屈曲的相关关系曲线,提出的近似计算公式,可在实际应用中作参考,例如用于计算高层结构的二阶效应系数。