非纯弯作用下I形波板组合梁的弹性屈曲应力

纯弯条件下,带钢翼缘板的波形钢腹板I形组合梁(简称I形波板梁)的屈曲应力已有明确的计算公式,但该公式不适用于非纯弯的条件。笔者对自由端受集中荷载的悬臂式I形波板梁进行了数值模拟研究,结果表明:该种梁有3种屈曲模态,分别是翼缘板屈曲、波板屈曲和耦合屈曲;当梁的屈曲由翼缘板屈曲主导时,悬臂式非纯弯梁的屈曲应力大于纯弯梁的屈曲应力,此时翼缘板的宽长比为影响翼缘板屈曲应力的主要因子;结合大量的数值模拟结果,笔者对翼缘板屈曲系数进行了修正,提出了涵盖全部屈曲模式的I形波板梁屈曲应力计算公式。

阀门密封法兰螺栓预紧力的分析计算

为了获得可靠的阀门密封法兰螺栓预紧力的指导数值,对影响预紧力的多种因素进行综合分析。主要从法兰密封性要求、螺栓材料性能、高温工况对预紧力影响三个方面进行应用实例的综合分析计算。经分析阐述了密封面材料的选择、密封面平整度及粗糙度实现要点和重要性;必需密封比压实现的重要性,材料许用密封比压的限制作用;保证密封比压螺栓性能及温度对螺栓性能的影响。本文通过计算和对比分析,验证了阀门常温和400℃工作温度的密封性能均符合设计要求。考虑了热膨胀及高温材料应力性能变化的因素,并评估了温度引起的总预紧力变化对密封面的影响。结果显示,温度变化产生影响但仍可满足设计要求。建议针对预期升温工况,在常温密封达标基础上,根据螺栓材料性能上调预紧力计算值约10%,以确保高温下密封比压与预紧力的稳定维持。

带翼缘板嵌入式连接件抗剪性能提升试验研究

为防止波纹钢腹板PC箱梁桥带翼缘板嵌入式连接件翼缘板过早失稳导致失去抗剪能力,在翼缘板宽厚比较大处焊接栓钉。设计制作7组足尺试件进行推出试验,分析栓钉强化的带翼缘板嵌入式连接件在剪力作用下的破坏形态和荷载滑移性能,以及翼缘板宽厚比、腹板嵌入深度、翼缘板栓钉、腹板厚度和接合钢筋直径对抗剪性能的影响,并验证嵌入式连接件极限承载力计算公式适用性。结果表明:栓钉强化的带翼缘板嵌入式连接件试件破坏模式为混凝土劈裂,荷载~滑移曲线分为弹性阶段、屈服阶段、破坏阶段。在翼缘板宽厚比较大处焊接栓钉,阻止了翼缘板失稳,抗剪承载力得到显著提高;翼缘板宽厚比、腹板嵌入深度对栓钉强化的带翼缘板嵌入式连接件的抗剪性能影响较明显,而腹板厚度和接合钢筋直径的影响可以忽略。带翼缘板嵌入式连接件承载力修正计算公式与推出试验结果吻合度较好,可适用于栓钉强化的带翼缘板嵌入式连接件的设计计算。

“日”字形截面FRP拉挤型材屈曲性能的研究

文章对“日”字形截面FRP拉挤型材在弯曲荷载作用下的屈曲进行有限元分析,首先对比分析有无加劲肋对屈曲性能的影响,然后以“日”字形截面FRP拉挤型材的翼缘宽厚比、腹板高厚比和截面中心加劲肋距截面中性轴高度为主要变化参数,分析3种参数对“日”字形截面FRP拉挤型材屈曲性能的影响。研究结果表明,设置纵向加劲肋后,屈曲荷载提高36.2%。当翼缘宽厚比≤18.5时,屈曲模式从开始的局部屈曲转向整体屈曲,高厚比≤11.1时为整体屈曲。随着截面中心加劲肋距截面中性轴高度的增加,屈曲荷载先增加后减小再增加,但是与改变结构厚度相比,改变中心截面纵向加劲肋高度对屈曲性能的影响较小。

波折腹板工形构件翼缘稳定性能研究

提出了研究波折腹板工形构件翼缘稳定性能的合理简化模型,探讨了翼缘弹性屈曲应力与翼缘名义宽厚比、腹板波形的关系;基于翼缘屈曲时可能出现的2种屈曲模态,分别解释了其发生机理并给出了相应的临界荷载计算公式;提出了2种屈曲模态的判断依据,通过一系列弹塑性分析考察了不同屈曲模态下构件承载力随宽厚比的变化特点。结果表明,屈曲模态Ⅰ对构件的翼缘稳定十分不利,应尽量避免。基于屈曲模态Ⅱ的屈曲应力,提出可用于工程设计的合理宽厚比限值。

关于H型钢后滑的研究

利用显式动力学有限元方法模拟了不同轧制参数条件下H型钢的变形过程,得出了一些主要参数对H型钢后滑的影响规律,并对这些规律产生的原因进行了分析·研究结果表明:压下率对H型钢后滑的影响非常明显,随压下率的增加,后滑急剧地增加·此外,轧件的腿宽、腿腰延伸比、内宽以及轧件的初始厚度对H型钢的后滑也有较明显的影响·

大悬臂波形钢腹板组合挑梁翼缘稳定性研究

对大悬臂波形钢腹板组合挑梁受压翼缘板的稳定性进行了研究,探讨了研究翼缘板受压屈曲的理简化模型,分析了翼缘板长宽比、宽厚比和波形参数对其弹性屈曲应力的影响,引入表征波形腹板约束作用的系数ηf,建议了翼缘板的宽厚比限值。研究结果表明,波形腹板对翼缘板提供了一个介于简支和固支之间的约束,该约束并不总是增强翼缘板的稳定性能,波形约束系数ηf可反映腹板对翼缘的约束程度,文中修正的翼缘板屈曲应力公式可为相关实验和计算提供参考。

截面参数对钢框架改进型节点损伤影响研究

为研究工字钢截面参数对钢框架梁柱改进型节点的损伤影响,采用有限元软件建立了三维全焊接节点模型,与国内试验结果进行对比,验证了模型的准确性及适用性。钢材采用循环本构模型,分析了循环荷载作用下翼缘宽厚比和腹板高厚比对节点损伤退化的影响。结果表明:翼缘宽厚比对退化程度和退化速率影响较大,对起始退化位置影响较小;腹板高厚比对起始退化位置影响较大,高厚比越大,起始退化越早;在翼缘腹板面积比相近的情况下,退化基本一致,但当翼缘腹板的相互约束作用减弱时,退化程度会明显加强。

波纹腹板H型钢梁受压翼缘局部稳定理论研究

提出梯形波纹腹板H型钢梁翼缘局部失稳的理论计算模型,指出波纹腹板对翼缘失稳相当于提供绕腹板轴心线的弹性转动约束作用.根据边界条件假设,采用理论推导得到了翼缘局部弹性屈曲应力的三角级数解,利用有限元分析验证了边界条件假设及理论模型的有效性.指出相比于平腹板,波纹腹板对翼缘具有更强的约束作用.

工字钢腿腰延伸系数均匀分配的计算方法

对轧制工字钢采用一种新的腿腰划分方法，用计算机迭代计算，使腿腰延伸系数趋于均匀更趋于实际，使孔型设计更为合理。

H型钢腹板轧制波浪的仿真分析

借助于ANSYS仿真分析软件,采用热力耦合弹塑性有限元方法,以大型H型钢生产线为基础,建立了万能轧制有限元仿真分析模型,并针对不同腿腰延伸比进行了仿真分析。通过对计算结果的分析,得到了H型钢万能轧制过程中出现腹板波浪腿腰延伸比的临界值。

轴心受压柱的截面优化设计

引入双轴等强度的概念,并在规定腹板和翼缘宽厚比限值的时候,将构件的实际工作应力σ代替极限应力φfy,从而对GB50017-2003的翼缘与腹板的宽厚比限值公式进行修正,以使轴心受压柱的截面设计更为经济合理。

一种十字形剪切金属阻尼器的设计及数值模拟

为解决部分剪切型金属阻尼器局部过早屈曲,承载能力和耗能能力不佳的问题,设计了一种新型的十字形金属阻尼器,并利用ABAQUS有限元分析软件建立了7个模型,对其进行数值模拟分析,模拟中考虑了不同翼缘厚度和腹板厚度以及腹板的高宽比对阻尼器力学性能的影响。得出以下结论:腹板厚度和短腹板高宽比不变时,翼缘厚度等于18mm时,阻尼器的力学性能最佳;当翼缘厚度和短腹板高宽比不变时,腹板厚度为4mm时,阻尼器的力学性能最佳;为充分发挥腹板的耗能作用,短腹板的高宽比以1.73为最佳;理论计算与数值模拟吻合度较高,并给出了耗能性能最佳的阻尼器的几何尺寸。

波形钢腹板箱梁的腹板受力性能及桥面板横向内力分析

通过对一片波形钢腹板单箱双室试验梁的弹性阶段试验,对沿桥面板横向不同位置荷载作用下的腹板竖向变形、纵向变形及桥面板横向应变进行了观测.分析了该组合梁的腹板受力性能及腹板支撑下的桥面板横向受力特征,得到了边腹板和中腹板的变形特征及腹板与顶板线刚度比对桥面板横向受力的影响.结果表明:不同横向位置荷载作用下,波形钢腹板单箱双室箱梁的中腹板与边腹板在变形及对桥面板的支撑上存在一定差异,即中腹板的纵向应变、竖向应变在荷载作用下的变化趋势不同于边腹板;波形钢腹板箱梁的桥面板横向应力随着腹板与顶板线刚度比的变化基本呈线性变化.

工字形钢筋混凝土剪力墙有效刚度研究

工字形钢筋混凝土剪力墙因具有较高的承载力与刚度,被广泛运用于建筑结构抗震设计之中。有效刚度对于钢筋混凝土剪力墙的抗震性能有着重要影响。利用有限元软件DIANA对拟静力加载下工字形钢筋混凝土剪力墙进行研究,分析了翼缘宽度、轴压比、剪跨比、腹板纵筋强度、翼缘纵筋配筋率对有效刚度的影响。结果表明,工字形钢筋混凝土剪力墙的有效刚度折减系数随着翼缘宽度、腹板纵筋强度的增加而减小,随着轴压比、剪跨比的增大而增大,翼缘纵筋配筋率影响不大。提出了适用于工字形钢筋混凝土剪力墙有效刚度的计算公式,其计算结果贴合试验值,说明该公式准确度较高,可用于计算工字形钢筋混凝土剪力墙的有效刚度。

中国现行钢结构规范(规程)与美国ASD规范的主要限值

通过比较现行中、美两国的钢结构设计规范、规程中对受压杆件的长细比、翼缘宽厚比、腹板高厚比的极限值规定，阐述两国规范、规程中的差异和近似之处。

折线形腹板H型钢梁翼缘局部稳定性能研究

通过ANSYS软件研究折线形腹板H型钢梁受压翼缘的局部稳定性能。将有限元模型的波幅设为0,折线形腹板H型钢梁的翼缘局部稳定问题即变成平腹板梁翼缘的局部稳定问题。将有限元模型中令波幅为0得出的计算结果与已有研究结果进行对比分析,验证了模型的正确性。最后,根据有限元分析得出的一系列结果,得到翼缘的两种屈曲模态,并推导出翼缘宽厚比限值的计算式。

莱钢中型H型钢腹板波浪控制

对莱钢中型H型钢热轧腹板波浪和冷却腹板波浪的产生机理及形成条件进行了研究，在冷却和轧制工艺方面采取相应的解决措施，H型钢腹板波浪问题得以解决。

均布荷载作用下窄翼缘钢连梁受力性能研究

本文使用理论推导和数值分析研究了钢管束混凝土组合结构体系中窄翼缘钢连梁在均布荷载作用下的临界跨高比和腹板受约束条件下的整体稳定特性。本文先从微分方程着手,列出了考虑剪切变形的双轴对称钢梁的跨中挠度和下翼缘应力的表达式,根据误差要求即可确定临界跨高比,且与数值分析的结果吻合。最后,用参数分析的方法研究了腹板受约束的窄翼缘钢连梁的整体稳定特性,并给出了相关的结论。

长腹板的极限抗剪强度

20世纪60年代初期和70年代开发的Basler模型和Rockey模型,都可以很好地预测在板的加劲肋间距与腹板深度比值小于或等于1.5,并承受纯剪力作用时腹板的后屈曲强度。当这个比值大于或等于3.0时,模型计算便失去了其准确性。现在大部分钢结构都是建立在这两个主要理论或是考虑到后屈曲阶段张力场作用的储备强度后的衍生理论的基础之上。然而,没有一个理论能解释腹板上复杂的应力分布,直到Yoo和Lee提出剪力作用下腹板后屈曲性能的真实受力机制。