圆钢加固钢管混凝土偏压构件弯曲性能提升机制

为探索拱腹焊接圆钢对钢管混凝土偏压构件弯曲性能的提升机制,在ABAQUS软件中建立了圆钢加固钢管混凝土梁数值模型,并采用试验数据验证了模型的合理性。通过分析圆钢加固钢管混凝土偏压构件的弯矩-挠度曲线、弯矩-纵向应变曲线、环向应变曲线、约束指数和中性轴偏移规律,揭示了焊接圆钢对钢管混凝土偏压构件弯曲性能的提升机制。进一步,分析了圆钢直径以及构件长细比对圆钢加固钢管混凝土偏压构件弯曲性能的影响规律。结果表明:焊接圆钢可以降低截面中性轴的位置,增大受压侧钢管环向应变,从而提高了受压区混凝土面积,增强了受压侧钢管对混凝土的约束作用,进一步提升钢管混凝土偏压构件的抗弯承载力和弯曲刚度,并且圆钢直径越大提升幅度越高;圆钢加固钢管混凝土偏压构件的极限弯矩随着轴压比的增加而减小,减小的幅度随着圆钢直径和构件长细比的增加而增大,焊接圆钢提升大长细比偏压构件弯曲性能的效果更好,且对大长细比构件弯曲性能的提升效果随着轴压比的增加而增大。

中欧架空输电线路铁塔交叉斜材长细比计算方法对标分析

[目的]为了有效规避由于国内外工程设计规范不同引起的设计质量问题,结合中国现行《架空输电线路杆塔结构设计技术规程》(DL/T 5486—2020)、欧洲标准《1 kV及以上架空输电线路通用规定》(EN—50341—2012),对输电线路铁塔角钢构件交叉斜材长细比计算方法进行对比分析。[方法]以工程中常见的有辅助材的交叉斜材布置型式为例,分别采用两种标准计算了其杆件长细比。[结果]研究表明:在计算交叉斜材同压时,中国标准采用计算长度修正系数来修正两根斜材的共同作用对受压构件稳定承载力的影响,欧洲标准采用验算两杆的受压稳定承载力之和大于或等于两杆所受荷载代数和的方法来保证构件的稳定承载力满足结构要求。[结论]在有辅助材的交叉斜材布置型式时,两杆同压且压力相等、两杆同压且压力不等、两杆一拉一压这3种情况下国标稳定承载力计算结果均小于欧标稳定承载力。

架空输电线路新规范对500 kV角钢塔结构的影响研究

基于架空输电线路新规范DL/T 5551—2018[4]、DL/T 5440—2020[5]及DL/T 5486—2020[6],对白鹤滩水电站送出工程10 mm、15 mm、20 mm(重冰区)及30 mm四种典型冰区的500 kV角钢塔结构进行了对比研究,系统地总结了新规范对500 kV角钢塔结构的影响及其程度,有针对性地提出了采用新规范对500 kV角钢塔结构进行校验加强的重点。研究成果可作为对500 kV架空输电线路角钢塔结构进行新旧规范对比分析的参考,也可作为对已建500 kV架空输电线路采用新规范进行改造加强的借鉴。

受压角钢杆件长细比修正系数研究

本文计算了几种典型受压角钢杆件的压溃荷载。通过对理论计算结果的分析 。

H型截面细长杆件颤振稳定性试验研究

通过节段模型与气弹模型风洞试验,研究了不同腹板开孔率的H型细长结构的风致颤振失稳特性。试验中H型杆件的腹板与翼板宽的比值为2.4,试验研究均在均匀流中进行,来流风为横桥向时定义为0°风偏角。节段试验研究发现,腹板开孔的细长H型截面杆件在20°风偏角附近较低风速下即可发生扭转颤振失稳,发生扭转颤振失稳的风偏角区间受腹板开孔大小影响明显。腹板开孔率38%的模型在0°附近及10°<β<30°偏角区间存在扭转颤振失稳,开孔率27%的模型颤振失稳区间为10°<β<30°,而14%开孔率的模型颤振失稳区间仅为15°<β<25°。腹板无开孔的模型在0°≤β<10°偏角内较低风速下即可发生弯曲驰振,风偏角增大后,个别偏角下会发生扭弯颤振。腹板开孔为14%与27%的模型试验中没有观测到弯曲驰振现象,而开孔率为38%的模型在80°≤β≤90°偏角内可发生弯曲驰振,可见适度的腹板开孔可有效改善细长H型截面杆件的弯曲驰振稳定性。开孔率为27%的气弹模型试验验证了节段模型扭转颤振失稳及驰振稳定性的结果。

细长偏心受压钢筋混凝土杆件的强度失效及稳定失效极限承载力分析

在研究了细长偏心受压钢筋混凝土杆件强度失效及稳定失效规律的基础上,明确了钢筋混凝土偏心压杆在考虑二阶效应和不考虑二阶效应时的非线性强度失效特征及设计准则;并通过非线性有限元模拟分析,给出了细长钢筋混凝土压杆的极限承载力表达式以及由此确定的双控设计法。

钢网壳结构杆件计算长度及容许长细比的确定

对杆件稳定计算中的两个重要因素——杆件计算长度和容许长细比进行分析研究,提出杆件计算长度的近似计算方法,并给出网壳结构杆件在壳体曲面内及曲面法线方向的计算长度系数的取值和容许长细比数值,供设计人员采用.

徐变对空心钢管混凝土轴压稳定承载力的影响

为了得到核心混凝土徐变对空心钢管混凝土轴心受力构件承载力性能的影响,从材料模量变化对承载力的影响角度,利用推导出的空心钢管混凝土临界承载力公式并结合有限元程序计算出空心钢管混凝土构件中素混凝土自由徐变量、核心混凝土卸载徐变及构件纵向徐变量,根据将钢与混凝土两种材料在徐变发生后的切线模量改变,计算出徐变后构件稳定承载力下降率.分析表明:空心率越大、钢管的钢材级别越高,徐变对整体构件的承载力影响越少;而恒载占设计荷载的比例越大时,徐变对整体构件的承载力影响越大.当空心钢管混凝土轴压心受压构件承受永久荷载引起的轴心压力占全部轴心力30%及以上时,应将构件承载力乘以徐变折减系数.

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.

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。

输电铁塔十字组合角钢构件换算长细比推导

以输电铁塔十字组合角钢构件为研究对象,在轴心受压构件弹性弯曲屈曲理论基础上,提出了考虑剪力影响的压杆临界力的换算长细比。采用填板通过螺栓连接的十字组合角钢分别简化为刚接和铰接模型,根据分肢的变形,推导出2种计算模型绕虚轴的换算长细比。根据输电铁塔中十字组合角钢的实际布置和构造形式,推导了十字组合绕虚轴换算长细比计算公式。采用有限元方法,对十字组合角钢分肢间隙对屈曲承载力的影响进行了分析,提出了十字组合角钢绕虚轴换算长细比计算公式。

CFRP-钢管混凝土轴压构件试验研究

目的了解圆截面CFRP-钢管混凝土轴压构件的静力性能,分析长径比和弯曲增强系数对该类构件极限承载力和承载力提高率的影响.方法对12根构件开展静力试验并对试验结果进行分析.结果对于长径比较大的试件,纵向受拉区柱中截面纵向CFRP先于纵向受压区柱中截面环向CFRP断裂;对于长径比较小的试件,纵向受压区柱中截面环向CFRP先于纵向受拉区柱中截面纵向CFRP断裂.试件的载荷-柱中挠度曲线可以分为弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段和下降段;笔者研究对象的延性优于FRP筒内填混凝土轴压构件.结论在长径比相同的条件下,随着弯曲增强系数的增加,极限承载力提高;在弯曲增强系数相同的条件下,随着长径比的增加,极限承载力降低.在长径比相同的条件下,承载力提高率近似随着弯曲增强系数的增加而线性提高;在弯曲增强系数相同的条件下,纵向CFRP对于较大长径比试件的极限承载力提高效果比较显著.

轴心压杆截面设计时选定长细比λ的简便方法

本文以焊接工字形和圆管形截面为例,介绍了轴心压杆截面设计时选择长细比λ的简单实用方法.算例表明,按本文方法选择截面不需要反复试算,截面尺寸比较优化,用钢量较省,且可以同时满足构件的刚度、整体稳定性和局部稳定性要求.

不同输电线路标准的轴心受力构件计算对比

详细阐述了国内外3种架空送电线路杆塔结构设计标准的角钢构件轴心受拉应力和受压应力的计算原理,探讨了3种标准关于长细比修正系数的取值以及构件端部约束条件的合理性。采用3种标准对同一典型构件进行承载力计算,计算结果表明,采用不同标准计算出的构件承载力有所不相同。指出在实际工程应用中,须结合构件的实际应用范围和材料加工情况来判断输电杆塔的安全性能,合理选择其承载力计算方法。

基于换算长细比的正交胶合木稳定系数计算方法

正交胶合木(CLT)纵横向层板交叉组坯,纵向层板强度和模量较高,横向层板强度和模量较低,其截面呈强弱相间的条带状结构。当轴心受压构件失稳时,截面剪切变形对CLT稳定承载力的影响不可忽略,故不能采用一般木产品的稳定承载力计算方法。目前我国相关标准中尚无CLT轴心受压构件稳定承载力计算方法。鉴于此,从CLT产品的截面构成特点出发,将其视为分肢柱:纵向层板视作柱肢,横向层板视作柱肢之间的连接。采用考虑剪切变形的压杆屈曲理论,首先计算不考虑横向层板时的构件长细比,再考虑横向层剪切变形对长细比的影响,推导建立了CLT的换算长细比计算式,并将其与GB 50005—2017《木结构设计标准》中的稳定系数计算式相结合,提出了CLT轴心受压构件稳定系数计算方法。经比较,发现提出的计算方法与试验结果吻合较好。通过与主要国家制定的稳定承载力计算方法进行比较,发现所提出的方法计算结果高于日本方法,与欧洲及美国方法所计算的稳定系数基本一致,验证了本研究所提出方法的准确性和可行性,可为CLT的设计和工程应用提供依据。

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.

刚架拱桥长细杆件施工技术

以武汉绕城公路机场互通1号桥为例,介绍了刚架拱桥长细杆件的施工技术,包括长细杆件预制、移运及拱片安装,重点介绍长细杆件中拱腿的重叠法预制、移运方法及拱片安装的施工工序,为装配式刚架拱桥拱片的预制、安装积累了一定的经验。

空腹受弯钢构件板件设计的若干问题研究

应用轴压格构柱的有关规定,确定了空腹受弯钢构件孔口上方受压T形截面杆件的最大长细比和开口宽度的最大值;为确保板件具有一定的刚度和强度,提出了空腹受弯钢构件孔口上方腹板和孔间腹板的最小尺寸以及孔间腹板的强度验算式;基于薄板的弹性稳定理论,确定了在纯弯状态下空腹受弯钢构件孔口上方腹板和孔间腹板的最大高厚比.

圆截面CFRP-钢管混凝土柱的偏压试验

目的了解圆截面CFRP-钢管混凝土偏压柱的静力性能,分析长径比和偏心率对该类构件极限承载力的影响.方法对12根圆截面CFRP-钢管混凝土偏压柱开展静力试验并对实验结果进行理论分析.结果得到圆CFRP-钢管混凝土偏压柱的荷载-柱中挠度关系曲线,该曲线可以划分为以下几个阶段:弹性阶段,弹塑性阶段,塑性阶段和下降段.结论CFRP-钢管混凝土偏压柱的延性性能要好于FRP筒内填混凝土偏压柱.在其他参数相同的条件下,随着偏心率的增加,试件极限承载力降低,随着长径比的增加,试件极限承载力降低.

钢支撑抗震性能设计及机理探讨

从钢支撑设计承载力验算方法和钢支撑杆件长细比限值特征的角度,对中国、美国和欧洲现行框架-中心支撑结构设计规范进行了分析和比较。综合分析结果表明,我国现行规范的框架-中心支撑对支撑板件的宽厚比和长细比特征的限制较严格,并采用了支撑杆件的设计内力增大系数和强度降低系数来强化支撑抗震性能。有关研究结果表明有关普通中心支撑框架结构和特殊中心支撑框架结构在弹塑性阶段的抗震性能及其相关问题还有待于深入研究。