单轴对称截面轴压构件弯扭失稳换算长细比的一般计算式

单轴对称截面轴压构件弯扭失稳的换算长细比是计算其极限荷载的重要参数。基于单轴对称截面轴压构件弯扭失稳的平衡微分方程,采用Galerkin法推导了4种边界约束条件弯扭失稳临界荷载的一元二次方程,并进一步得到了基于荷载比、双长细比的弯扭失稳换算长细比理论式。基于理论式,分别对比了我国现行标准GB 50017—2017中双角钢组合T形截面轴压构件扭转失稳、弯扭失稳的换算长细比,揭示了其中存在的问题;提出了新的双角钢组合T形截面轴压构件扭转失稳、弯扭失稳换算长细比的计算式,并与理论式的计算结果进行对比。结果表明,对于不同边界约束条件的轴压构件,其弯扭失稳临界荷载或换算长细比的形式不尽相同;相较于GB 50017—2017中的公式,所建议的双角钢组合T形截面轴压构件扭转失稳、弯扭失稳的换算长细比具有更高的精度,且适用于4种边界约束条件和115个等边双角钢组合T形截面、71个长肢相并的不等边双角钢组合T形截面和71个短肢相并的不等边双角钢组合T形截面。

带PEC端柱混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为研究带PEC端柱混凝土剪力墙的抗震性能,对两片相同的带PEC端柱混凝土剪力墙试件进行了低周反复荷载试验研究。对试件的破坏现象、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、应变变化规律和承载力进行分析,并研究了轴压比的影响,结果表明:带PEC端柱混凝土剪力墙试件具有较高的承载能力和耗能能力,延性系数达到4.84~5.16,表现出良好的抗倒塌能力;随着试验轴压比的增大,试件的极限承载力有些许提高,但延性降低。按现行《组合结构设计规范》(JGJ 138—2016)中相关公式计算的承载力与试验值吻合较好。与普通混凝土剪力墙相比,带PEC端柱混凝土剪力墙的承载力提升明显。

反复荷载作用下锈蚀钢筋混凝土压弯构件恢复力性能的试验研究

采用外加电流对混凝土压弯构件中的钢筋进行了快速锈蚀试验，通过钢筋锈蚀混凝土压弯构件在水平反复荷载作用下的试验研究，探讨钢筋锈蚀程度对混凝土压弯构件的承载力、刚度、延性、耗能能力等的影响，给出了锈蚀构件的滞回曲线和骨架曲线。

钢筋混凝土环形截面构件破坏的统一表达

通过对环形截面构件的研究,建立在复合受力条件下的统一破坏表达.首先建立截面的应力屈服方程;然后把截面应力用所施加的内力表达出来,代入屈服方程,得到环形截面构件在拉压、弯、剪、扭4种内力共同作用下破坏的统一表达式和相互作用曲线(面).应用塑性力学、断裂力学和组合材料力学的成果,从理论的高度把钢筋混凝土构件破坏的形式统一起来,有较大的理论意义和实用价值.

离心钢管混凝土轴压构件的有限元分析

为进一步研究离心钢管混凝土构件的作用机理,在钢-混凝土组合结构滑移试验结果的基础上,提出考虑滑移影响的离心钢管混凝土(CCFT)轴心受压极限承载能力的三维有限元模型.该模型采用非线性弹簧单元来模拟钢管与混凝土接触面处的三向滑移,同时在计算模型中分别反映出了离心混凝土与钢管的非线性特性,对CCFT轴心受压构件在轴向荷载作用下极限承载能力进行了分析,得到了离心钢管混凝土在轴压状态下结构、钢管与离心混凝土的全过程曲线,计算结果表明:理论结果与试验结果吻合良好,同时模型能很好地模拟钢管和混凝土两种材料在受力过程中相互间的黏结作用机理.

FRP管材轴心受压构件的稳定性能

本文以500kV FRP抢修杆塔真型试验为依托,对几种不同规格及不同长细比的FRP圆管型截面构件进行轴心受压试验。轴心受压构件的稳定承载力是影响FRP构件承载力的关键,通过对玻璃钢受压构件稳定性的试验研究,得到了构件的极限稳定承载力,研究了构件的变形特征、破坏形态及稳定系数;并将试验所得的稳定系数与国内外稳定系数的计算结果对比,得出了适于FRP管材轴心压杆设计的稳定系数公式。

铝合金E形截面轴压杆件屈曲分析方法的探讨

分别采用弹性理论公式法、ANSYS软件中的特征值屈曲分析法和非线性屈曲分析法计算两端简支的铝合金E形截面薄壁杆件在轴心受压时的弯扭屈曲临界载荷。计算结果表明,采用梁单元建模并用非线性法对E形截面薄壁杆件进行轴压屈曲分析,是一种既能满足一般工程设计要求又简单易行的计算方法。

H形截面6061-T6铝合金轴心受压构件试验及计算方法研究

以长细比为主要参数,测试了6个两端铰支的H形截面6061-T6铝合金挤压型材轴压构件的稳定承载力,所有试件均在强轴平面内发生了整体弯曲屈曲,得到了实测稳定系数.同时进行了铝合金材料的性能测试,获得了材性数据.建立了有限元分析模型,并经由试验结果的验证.进行了参数分析,并据此建议了新的柱子曲线.将GB50429、EN1999和建议的柱子曲线与参数分析结果和国内现有试验数据分别进行了比较,发现这两部规范的计算结果很接近且均过于保守,而建议的柱子曲线与参数分析和试验结果均吻合最好且总体偏于安全,可供工程应用和规范修订参考.

矩形中空夹层钢管混凝土短柱力学性能的数值分析

在确定组成矩形钢管混凝土的钢材和核心混凝土应力应变关系模型的基础上,利用数值解法对矩形中空夹层钢管混凝土轴压构件的荷载-变形关系进行了全过程分析.

考虑初始缺陷的厚壁冷弯方钢管柱承载力研究

运用ANSYS有限元软件,在综合考虑初始几何缺陷、残余应力、冷弯效应等因素的基础上,分析了厚壁冷弯方钢管轴心压杆的极限承载力,得出其稳定系数,并与《钢结构设计规范》、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的计算结果进行对比,提出了厚壁冷弯方钢管轴心压杆稳定系数的初步确定方法。

FRP等边角材轴心受压构件的试验研究

在输电线路杆塔体系中,采用FRP等边角材构件将具有良好的经济效益。本文通过轴压试验对FRP等边角材构件进行研究,并将试验所得的稳定系数与国内外的钢结构规范计算的稳定系数进行比较,发现基于钢结构材质的稳定系数计算值与本试验值有较大差异,不能很好地适用于FRP材质。于是,本文在参考他人研究成果的基础上,拟合了一个简明的稳定系数表达式,此拟合公式的计算值与试验值吻合较好,可供用于设计参考。

圆钢管混凝土轴心受压构件徐变分析的比较

在对钢管混凝土构件徐变研究进行回顾的基础上,应用考虑多轴受压状态下的混凝土徐变理论建立圆钢管混凝土轴心受压构件徐变模型,分别采用继效流动理论和龄期调整有效模量法对构件的徐变进行分析,通过迭代计算得到基于2种理论方法的圆钢管混凝土轴心受压构件的徐变,并与试验所得的回归公式计算结果进行比较。通过对比,指出了2种理论的差异性。结果表明:在钢管混凝土轴心受压构件的徐变计算中,继效流动理论具有较高的精度。

钢结构轴心受压构件和压弯构件截面的直接设计法

钢结构的轴心受压构件和压弯构件应用最广,但其截面设计通常需采用试算法,不能一次完成.本文对轴心受压构件的截面设计采用已有的确定合适长细比法,制成简单的两张表格供查用,可一次确定合适的长细比.对双轴对称截面的压弯构件采用等效轴心受压荷载法,按轴心受压构件设计压弯构件的截面,可避免反复试算.

屈服强度550MPa高强冷弯薄壁型钢轴压构件承载力设计

高强冷弯薄壁型钢结构在国外低层住宅和门式刚架体系中应用较广,国内已开始采用,但尚无相应设计规范可依。针对屈服强度550MPa高强钢材冷弯薄壁型钢结构常用的轴压构件的承载力设计方法进行了研究,包括其承载力计算模式及设计可靠度分析,并据此提出了相应的设计方法。最后,通过国内外现有相关试验数据的分析,验证了所提出的强度设计指标及承载力设计方法的合理性与可靠性。

卷边薄壁槽钢偏压构件直接变形计算方法

为建立薄壁构件整体弯曲变形的简化计算方法,针对对称轴平面内偏心受压的单轴对称冷弯薄壁型钢构件在弯矩作用平面内的整体弯曲变形,开展了直接变形计算方法(DDM)的探索性研究.分析了荷载偏心距、构件长度、壁厚等参数对截面高宽比为2.0的直角卷边槽钢、斜卷边槽钢和复杂卷边槽钢偏压构件整体弯曲变形的影响.结果表明:参数对整体变形的影响各不相同,尚未找到较为一致的规律将它们综合考虑后建立统一的DDM简化计算公式.对其中部分情况下偏压构件整体变形的直接计算方法进行了初步探索,并提出了相应的变形计算建议公式.

轴向约束圆钢管高温屈曲后承载力实用计算方法

由于结构的连续性,使得局部火灾下的网架结构中圆钢管杆件表现出典型的轴向约束杆件力学特征,这种轴向约束的存在使杆件高温屈曲后仍具有一定的承载力。基于轴向约束杆件高温屈曲后力学特征量相关方程,采用MATLAB数学求解器,开展大规模参数分析,得出关键参数影响下,轴向约束圆钢管高温屈曲后极限承载力随着长细比的增加而先降低后趋于不变,随着荷载比的增加而先略有增加后增幅趋缓,随着约束刚度比的增加而先增加后不变。基于2 300个算例结果,拟合得到约束圆钢管高温极限承载力计算公式。拟合计算公式与相关方程得到的解析解吻合较好,可作为网架结构圆钢管杆件抗火承载力验算依据,也为进一步研究网架结构受火失效机理奠定了基础。

轴心受压钢套管构件加固理论及应用

套管构件由内管及外管组成,外管能为内管提供侧向支撑,控制内管失稳,从而提高内管的受压承载力。套管构件是一种新型的钢压杆稳定加固形式,可应用于对受压钢构件失稳比较敏感的一类空间结构。本文首先利用典型的套管构件构造模型,阐述了轴心受压套管加固法的基本原理;然后以一网架工程为例,分析套管加固法对提高结构承载能力的效果。结果表明:套管构件能够有效改善网架结构的局部应力状况,解决了受压钢管的失稳问题,提高了网架结构的极限承载力。

Q345钢轴心受力构件高温下设计参数与可靠度分析

我国现行的钢结构设计规范中提出了各类钢材常温下设计指标,但尚未有高温下的设计指标。为了分析高温下钢材的设计指标,收集了152组Q345钢材高温材料性能数据,得到Q345钢材高温下材料性能不定性的统计参数;利用ABAQUS建立有限元模型,计算高温下Q345轴心受力构件承载力360组,从而获得Q345钢轴心受力构件高温下计算模式不定性的统计参数;基于统计结果采用一次二阶矩法,通过MATLAB编制程序提出了Q345钢轴心受力构件高温下抗力分项系数。对提出的系数进行可靠度校核分析,结果表明,满足建筑火灾下的可靠度要求,具有较好的可靠性。

铝合金圆管轴心受压构件稳定系数的试验研究

针对网格结构的发展方兴未艾、极具活力 ,而铝合金圆管型截面构件在网格结构中的应用又日渐广泛的特点 ,通过对目前研究较少的细长 (长细比λ =6 9.4～ 194 .3)铝合金圆管型截面轴心受压构件稳定性的试验研究 ,得到构件的极限稳定承载力 ,应用最小二乘法原理拟合出构件的λ - φ曲线及相应的计算公式 .经与几种常见公式的计算结果对比 ,该公式的计算结果与试验结果吻合较其它公式的计算结果好 ,离散性小 ,所以构件的λ - φ曲线及相应的计算公式可以用于铝合金圆管型截面轴心受压构件的设计中 .

高温(火灾)条件轴心受压变截面钢构件承载力理论研究

根据以往的试验与理论研究，导出了高温（火灾）条件下具有防火被覆的钢构件内部升温的计算公式，介绍了钢材在高温（火灾）条件下的力学性能变化，并给出了求得高温（火灾）条件下轴心受压变截面钢构件极限承载力以及钢构件临界温度的计算方法和简便、实用的高温（火灾）条仟下验算变截面轴压锅构件稳定承载力的计算公式．