楔形变截面门式刚架的设计(二)

对楔形变截面门式刚架柱、梁的稳定计算长度进行了分析，并提出了计算方法。

钢压弯构件面内等效弯矩系数取值的改进(下)——端部有侧移的构件

本文继上篇之后论述端部有侧移的压弯构件的面内等效弯矩系数。首先推导弹性悬臂构件等效弯矩系数的理论计算公式,包括自由端承载和杆内荷载的不同工况,并在此基础上推出近似计算公式。其次,用有限元方法计算悬臂压弯构件的弹塑性稳定承载力,并以此为基础对弹性分析的结果进行校验。校验表明弹性等效转换得到的公式可以可靠地应用。同时,还论证了公式可以应用于端部有转动约束的框架柱。最后讨论框架内力采用二阶分析时的柱的βm系数,指出《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)的规定有所误解。

冷弯型钢局部屈曲的相关性和卷边板件的有效宽度

在已有弹性相关屈曲成果的基础上讨论了现行规范（ＧＢＪ１８—８７）规定的适用性，又对受弯的卷边槽钢作了有限条法相关屈曲分析，阐明受弯构件中的卷边翼缘按现行规范计算其有效宽度偏于保守，在卷边尺寸适当的情况下可以考虑按两边支承板对待。

热轧高强度钢压杆的承载能力分析

现行钢结构设计规范的一些规定不利于充分发挥高强度钢压杆的潜力。热轧型钢的残余应力和钢材的强度等级无关,因而它对高强度钢压杆的不利效应低于Q235钢。本文基于这一认知进行了承载力分析,提出了改进稳定系数取值的两种方案,可使高强度钢压杆设计得更为合理。

钢结构稳定设计的新进展

本文介绍了近年来框架和冷弯型钢构件稳定承载力计算的新问题和新方法,包括框架先进分析法的实用化,当前广泛应用的计算长度法的改进,弱支撑框架和半刚性连接框架的稳定,大跨度框架无侧移失稳的可能性和计算方法,陡坡山形门式刚架的稳定,冷弯薄壁型钢板件局部相关屈曲,开口截面的畸变屈曲,以及局部和整体的相关屈曲。

拉-压杆件的稳定承载能力

拉-压杆件是在两支承点间部分区段受压、部分区段受拉的杆件,其承载能力需要由稳定计算确定。这种杆件出现在刚架格构式横梁的弦杆。压力和拉力的分布有三种不同情况。现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018虽然对这类弦杆的稳定计算有所规定,但不能完全解决三种工况的计算问题。本文利用结构稳定理论著作中的弹性临界荷载计算公式,在参数分析的基础上由曲线拟合得出三种工况拉-压杆件计算长度系数的实用计算公式。建议的公式具有较好的精度,可供设计工作采用。

单边连接单角钢压杆的计算与构造

在详细分析各国现有试验资料的基础上,提出了用于平面桁架设计的等效长细比计算公式,其主要特点是可以直接计算不同强度等级角钢压杆的长细比,提出了连接肢宽厚比限值的计算公式。分析结果表明:设计单边连接的单角钢压杆,除正确计算外,还应考虑构造措施的影响,并且腹杆应该配置在弦杆同一侧;节点连接板的厚度、连接肢的宽厚比等也需要有所考虑。

门式钢框架轻型化的技术措施

论述门式钢框架轻型化的技术措施,包括变化构件截面、减小腹板厚度、把中柱设计为摇摆柱、利用底板式简单柱脚的转动约束和屋面板的蒙皮效应等.给出了相应的计算方法和计算原则.

论高强度钢压杆稳定计算中的屈服强度因数

《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)关于压杆稳定计算的规定一般以Q235钢为基础,并通过引入屈服强度因数ξ=(fy/235)^(1/2)使其适用于高强度钢压杆。但是,这一因数的运用在很多情况下过于简单化,致使高强度钢压杆承载潜力不能充分发挥。本文对轴压构件的板件进行的综合分析表明,中等和大长细比构件的板件宽厚比限值只有一部分需要和因数ξ挂钩。此项分析同时采取了两种准则,并考虑了构件初弯曲的影响。格构式轴压构件剪力分析表明,现行规范的公式(5.1.6)的因数ξ可以删去。此外,单边连接的单角钢压杆简化为轴压构件时,等效长细比只要部分乘以因数ξ即可。

轻型钢结构变截面门式刚架的稳定计算

论述轻型变截面门式刚架钢柱稳定计算公式的特点及楔形柱在刚架平面内、平面外的计算长度系数和等效弯矩系数的确定方法,方法也可用于横梁为变截面的刚架.

论高强度螺栓连接的分类和抗拉连接的计算

高强度螺栓连接分为摩擦型和承压型两类,是依照受剪螺栓连接的两种不同极限状态划分的。《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)(简称03规范)不恰当地把受拉螺栓连接也纳入这两种分类,造成混乱。对此进行讨论,并提出改变分类的建议。受拉螺栓连接中螺栓通常要承受撬力。03规范不直接计算撬力,而是采用降低螺栓抗拉承载力设计值的方法,计算不够精确。《钢结构高强度螺栓连接技术规程》(JGJ 82-2011)虽然给出撬力计算方法,但存在值得商榷之处。在分析的基础上推出撬力的简化计算公式,并提出梁、柱之间抗弯连接的计算方法。最后,还提出了提高高强度螺栓抗拉承载力设计值的建议。

塔架交叉斜杆考虑屈曲相关性的稳定承载力

单角钢交叉斜杆是塔架结构常用的部件。由于构造关系,杆端不仅有力的偏心,还有转动约束,偏心情况又随构造而异,使受压斜杆稳定计算十分复杂。现行输电塔架的技术标准都把它简化为轴心受压杆件来算,但方法比较粗略,可靠度不均衡。本文依据弹性稳定理论,考虑屈曲时构件的相关性,并结合具体构造进行分析,得出精度和可靠度比较好的实用计算公式。建议方法的特点之一是对连接于单角钢主杆的交叉斜杆和连接于十字形双角钢主杆的交叉斜杆区别对待,特点之二是具体考虑杆与杆之间和杆段与杆段之间的相关关系,提出的计算公式和试验资料符合较好。文中还讨论了对单角钢斜杆限制其宽厚比的意义和超限杆承载力计算,以及杆端连接螺栓数量对承载力的影响。

Ⅰ形截面钢构件腹板屈曲后强度利用

介绍轻型门式框架I形截面钢构件腹板的设计原则和方法.首先从防止受压翼缘压入腹板来分析腹板高厚比的最大限值,其次分别论述腹板受剪屈曲后的极限剪力计算、受弯或压弯屈曲后有效宽度的确定,以及正应力和剪应力联合作用下屈曲后相关关系的计算.

焊接薄壁箱形截面轴心压杆的承载力计算

在论证有效截面法和有效屈服强度法的相通性的基础上,建议对焊接薄壁箱形截面轴心压杆采用后一种方法计算其承载力。在用这种方法计算时,用传统的正则化宽厚比作为参数,以保证必要的可靠度。建议方法和已有试验资料做了比较。对中长压杆,试件实测承载力大多略高于计算值。

桁架受压腹杆的面外稳定和支撑体系

桁架受压腹杆在平面外的计算长度通常取其几何长度。然而在工程设计中，腹杆两端并不总是设有防止出平面位移的支撑构件。在未设支撑的情况下，两端节点实际上是弹性支承点，其弹簧刚度取决于在支点上相连的其它杆件。仅当弹性支承的刚度满足一定要求时腹杆平面外计算长度才等于其几何长度。本文分析弦杆对腹杆提供的约束刚度，并给出刚度不满足要求时的平面外计算长度。

轴心压杆板件宽厚比限值的统一分析

本文统一分析了轴心压杆三种常用截面的板件宽厚比限值。现行钢结构设计规范对H形截面和箱形截面采用两种不同准则,以致二者宽厚比限值的表达式存在质的区别。在综合运用两种准则并对板件间的约束作用细致分析的基础上,得出一系列实用的宽厚比限值的计算公式。此外,还对承载能力未用足的压杆,提出进一步放宽限值的系数。最后对两本国外新规范进行了评论。

具有多道弹性支撑杆的钢柱稳定计算

采用平衡法或能量法对设有二至四道弹性支撑杆的轴压钢柱的稳定性能进行分析,得出不同屈曲波形的柱弹性临界荷载的简化计算公式.和弹性临界荷载相对应的计算长度系数可以用于轴压和压弯钢柱的设计计算.综合以上结果,进一步导出有多道弹性支撑杆的柱弹性临界荷载的统一近似公式,既可用于二至四道弹性支撑杆的工况,也适用于道数更多的工况.此外,还讨论了支撑杆应满足的要求,包括刚度、承载力和隅撑设置,并强调考虑杆件几何缺陷的必要性.

塔架压杆的稳定承载力

首先探讨塔架主杆的屈曲承载力,着重阐述单角钢主杆绕平行轴屈曲和以空间形式屈曲时扭转的效应,在分析现有资料的基础上提出计算长度系数的取值.然后聚焦于单角钢人字形斜杆,尤其是连接有辅助杆的斜杆.由于主斜杆和辅助杆之间的相关是相互性的,后者需要前者提供端部位移约束.为此,推导出附加有效长度的计算公式.最后对国内外现行有关技术标准的缺点进行了评论.

平板柱脚的转动刚度和柱的计算长度

平板柱脚在设计中通常作为铰接支座看待,而实际上却具有相当可观的转动约束作用。已发表的平板柱脚转动刚度的研究,大多结合框架柱的平面内稳定问题,本文则着重分析平板柱脚对轴心受压柱屈曲的约束作用。在细致分析现有试验资料的基础上提出转动刚度的计算公式,进而推出依据刚度系数得出柱计算长度系数的近似公式及利用规范表格查找这一系数的方法。为了进一步简化计算,又提出避开刚度计算直接采用0.75为计算长度系数的论证。最后,还分析了平板柱脚对轻型门式刚架柱平面外屈曲的约束作用,认为可以和平面内稳定一样取计算长度系数0.85。

塔架辅助杆的支撑力

当前,有关技术文件对塔架辅助杆支撑力的规定差别较大.为了澄清这一情况,对形成支撑力的机理进行分析.阐明被撑杆件的整体单向初曲导致均匀分布的支撑力,而局部或反向初曲则产生个别节点的数值较大的支撑力.在此基础上提出支撑力设计值的建议计算公式.文中还对二阶压力-挠度效应作了考察,指出在主杆、斜杆和辅助杆共同组成桁架的情况下,支撑力并不随主杆长细比变化.最后,讨论了支撑刚度问题.