SRC框架梁正截面受弯极限弯矩计算式及其适用条件研究

检验设计标准中设计公式的计算精度及其适用条件是结构工程的重要研究内容之一。为检验现行行业标准《组合结构设计规范》(JGJ138-2016)中SRC框架梁正截面受弯极限弯矩计算式的适用范围及其计算精度,将该标准中的5条基本假定表示成数学表达式,基于数学表达式严格推导了SRC框架梁正截面受弯极限弯矩计算式的适用条件,建立了型钢腹板承受的轴向合力N_(aw)和其对合力点的力矩M_(aw)的计算式,并提出了适用条件的简化形式。采用文献中的SRC框架梁正截面受弯试件的试验数据,对建立的极限弯矩计算式、适用条件进行了验证,并与JGJ138-2016中的极限弯矩计算式、适用条件进行了对比。研究表明,SRC框架梁正截面受弯极限弯矩计算式较JGJ138-2016中的计算式精度更高,JGJ138-2016中SRC框架梁正截面受弯极限弯矩计算式的适用条件需进行修正。

基于轴压构件稳定系数的简支钢梁弯扭屈曲极限弯矩计算方法

为了解决现行设计标准中钢梁弯扭屈曲极限弯矩计算方法在适用范围和计算精度上存在的问题,提出了基于理想轴压构件整体屈曲临界荷载的理想钢梁弹性弯扭屈曲临界弯矩计算式,并进一步提出了基于轴压构件稳定系数的简支钢梁弯扭屈曲极限弯矩计算方法。采用124个热轧H型钢梁试件、80个焊接梁试件、2个薄腹梁试件共计206个钢梁试件弯扭屈曲极限弯矩的试验结果,检验了方法的适用范围及计算精度,并与GB 50017—2017《钢结构设计标准》中的方法进行了对比。研究表明:对于206个钢梁试件,基于轴压构件稳定系数的计算方法较GB 50017—2017方法的适用范围更广,且与已有文献的计算精度相当;对于7个单轴对称工字形截面焊接高强钢梁试件,基于轴压构件稳定系数的计算方法略偏安全且精度高,而GB 50017—2017中的方法偏不安全;对于44个荷载工况不包含在GB 50017—2017中的钢梁试件,建议方法所得极限弯矩计算值与实测值之比的均值、标准差分别为0.908、0.125,精度较高且偏于安全。

运用假想荷载法的钢结构直接分析法相关问题研究

我国现行标准GB 50017—2017、欧洲标准EN 1993-1-1:2005、美国标准ANSI/AISC 360-16均推荐使用假想荷载法考虑初始缺陷,而GB 50017—2017新加入的直接分析法与初始缺陷是分不开的。基于直接分析法软件NIDA,对在采用GB 50017—2017、EN 1993-1-1:2005、ANSI/AISC 360-16标准推荐的初始缺陷考虑方法下的经典算例直接分析的计算结果进行分析。由结果分析得知,标准中对构件施加均布荷载和支座反力等效构件初始缺陷的方法存在缺陷。本文通过计算不同类型框架节点下的框架柱剪力,发现框架节点刚度的不同会导致支座反力分配不均等,若按标准每层均等分配支座反力会出现支座反力的冗余,导致框架直接分析侧移结果偏小。通过对考虑初始缺陷的框架与仅考虑结构初始几何缺陷的框架进行计算对比,本文建议在需要得到框架的侧移结果时,仅需对结构施加假想水平荷载,而计算内力结果时,可按标准中假想荷载法的规定计算。