T形钢管混凝土柱轴心受压稳定承载性能研究

基于9根T形钢管混凝土中长柱的单向、双向偏心受压试验的结果,建立了T形钢管混凝土柱用于纤维模型程序分析其承载力的本构模型.在验证纤维模型程序合理性的基础上,对T形钢管混凝土柱轴压稳定性能进行了参数研究.研究参数包括:钢材屈服强度、混凝土抗压强度、管壁宽厚比、截面肢宽厚比、长细比以及加载角度.理论结果表明:长细比是影响T形钢管混凝土柱轴压稳定承载力的主要因素,混凝土工作承担系数和加载角度也对钢管混凝土柱的承载力有一定影响.纤维模型计算的柱子曲线与钢结构规范的a,b,c,d类曲线之间的比较表明:不同参数截面的T形钢管混凝土柱的柱子曲线会在一个较宽带宽范围内变化.最后,在大量参数分析基础上,考虑长细比和混凝土工作承担系数的影响,提出了T形钢管混凝土轴压柱的稳定承载力系数的实用计算方法.理论公式计算结果与已有试验结果吻合良好,可为工程设计提供理论参考.

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。

负载下外包钢筋混凝土加固轴压钢柱承载力规范方法比较分析

为研究负载下钢结构加固柱的承载力计算方法,对两部中国规范中利用增大截面法加固钢柱的设计方法进行了分析,以混凝土结构加固技术中新、旧混凝土强度折减系数为参考,得出估算外包混凝土加固轴压钢柱正截面承载力的强度折减法,并结合实例分析验证了强度折减法的可行性,为负载下外包钢筋混凝土加固轴压钢柱正截面承载力研究提供基础。

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.

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。

钢结构曲板极限承载力及曲率影响研究

为得出圆柱曲板单元直边受压的稳定特征,以北京长安街西延线永定河特大桥钢曲塔为研究对象,通过足尺模型试验研究四边简支边界条件下曲板的极限承载力;同时在考虑材料和几何非线性的条件下,基于ANSYS软件对曲板试件的弹塑性屈曲进行数值分析,进一步得出曲率对极限承载力的影响。结果表明:曲板试件加载过程中,加载方向与垂直板面方向均产生明显变形,达到极限承载力时最大变形发生在靠近曲板中间位置且垂直板面的方向;曲板荷载-位移曲线数值结果与试验结果符合较好,极限承载力小于直板试件对应值;曲板尺寸不变的条件下,随着曲率增大,曲板极限承载力逐渐降低,且局部稳定折减系数与曲率呈线性关系。

沉入式大圆筒防波堤稳定性分析的有限元强度折减法

沉入式大圆筒结构的抗滑、抗倾稳定性是靠地基土的嵌固作用来维持的,可通过弱化土体强度来实现对结构极限破坏状态的模拟.在该假设的基础上,建立了沉入式大圆筒防波堤稳定性分析的有限元强度折减法.结合某工程实例,利用有限元强度折减法,分析了沉入式大圆筒防波堤结构的稳定性,并与加载系数法计算结果进行了比较.分析结果表明:用强度折减法与加载系数法计算所得的结构稳定性安全系数吻合得很好,适用于防波堤结构的稳定性分析.强度折减法只需对土体的强度进行弱化,操作方便,并克服了加载系数法的缺点,适用于作用荷载复杂的结构物稳定性分析.

Q550高强度钢焊接H形柱轴心受压承载力试验研究

高强度钢在钢结构工程中的应用可以促进科技进步,还可以带来显著的经济和社会效益,是钢结构工程发展和进步的必然趋势。为了推动Q550高强度钢在我国钢结构工程中的应用,首先研究了Q550钢材的力学性能。按照两种长细比设计了6个高强焊接H形柱试件,对其进行了轴心受压承载力试验,研究分析了Q550高强度钢焊接H形钢柱的轴心受压的极限承载力、荷载-位移曲线。对构件的承载力和稳定系数进行了理论和试验结果的对比分析。结果表明:Q550高强度钢焊接H形柱轴心受压破坏是失稳破坏,使用性能很好,试验承载力高于按照现行《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)计算的值,试验得到的稳定系数也高于规范规定的值。

蜂窝式构件长细比的计算方法

为了进一步研究蜂窝构件稳定承载性能,以现有长细比计算理论为基础,结合蜂窝构件的受力机理和界面特性,提出了蜂窝构件长细比计算中相关参数的计算方法.同时,结合理论推导和数值分析结果,提出了蜂窝构件换算长细比建议计算公式.

大规模双馈风电机组并网频率稳定控制策略

风电在电网中的渗透率逐年升高,尽管其在优化电源结构、节能减排方面有颇多贡献,但是由于自然风的波动性和不确定性,大规模风电并网势必会对电网频率稳定等方面产生影响。针对此问题,对装机量较高的双馈型风力发电机组(doubly-fed induction generator,DFIG)控制系统进行研究,制定大规模双馈型风电机组并网下的频率稳定控制策略。在现有附加下垂控制及虚拟惯性控制的基础上,根据输入风速以及电网侧频率波动,对下垂控制环节进行变系数处理,改善下垂控制特性。将DFIG运行工况进行分类,并采用变减载系数,使DFIG在限功率运行的同时减少弃风。采用具有大规模风电并网接入的实际电网模型,仿真验证了所提频率稳定控制策略的有效性。

建筑荷载下土质洞室地基稳定性的数值分析

随着地面与地下空间的综合开发利用日趋增多,地面建筑与地下工程的冲突及由此所引发的灾害也日益增多。如在既有洞室上修建建筑(开洞地基)或在既有建筑下开挖地下洞室(地基开洞)所引起的地下洞室有害变形及地基破坏,已成为地面与地下工程建设中亟待解决的突出问题。为此,本文结合工程实例,基于大型有限元软件ABAQU S,采用加载系数法和强度折减法,分别对开洞地基与地基开洞后建筑物下土质洞室地基的破坏过程与整体稳定性进行了有限元数值模拟;在此基础上,针对不同的地面加载方式与洞室埋深,采用强度折减法与加载系数法对开洞地基开展了弹塑性有限元数值计算与分析,得出了一些规律性认识,以期为相关工程建设及地下工程防灾减灾提供参考。

负载下外包钢筋混凝土加固轴压钢柱承载力计算方法

在合理基本假设下,对负载下钢筋混凝土加固钢柱的折减系数进行修改,求解轴压加固柱的承载力公式.并通过试验,分析验证混凝土强度、初始负载量、配箍率等对折减系数的影响.结果表明,适当的混凝土强度既能提高柱承载力又能使钢筋刚好屈服;初始负载量越小,加固柱的承载力提高越明显;试验中配箍率高的加固柱延性较好.最后将推算结果与规范和实验结果对比,规范中钢筋与混凝土两部分的折减系数均取0.8,过于保守,而推算公式计算结果更贴近试验结果,相对合理些.

方管截面铝合金轴心受压构件力学性能研究

通过有限元软件ANSYS构建非线性数值模型,并利用现有试验数据进行模型准确性验证。分析了板件宽厚比、截面尺寸效应以及是否约束某一主轴方向位移对构件稳定承载力的影响,发现三者影响均可不予考虑。在大规模参数分析的基础上,建议对于6061-T6,几何缺陷系数中的两个参数分别取α=0.17和λ=0.09,对于6061-T4建议取α=0.21和λ=-0.14。对比中、欧规范计算结果发现,该建议与试验及参数分析结果具有更好的吻合性,满足计算精度和安全度的工程设计要求。

外伸构件在双轴力作用下的稳定性计算

讨论了外伸构件在端部和附着支承点上同时有轴向力作用时的稳定性计算问题。推导出了分别以筒支段和外伸段为实际几何长度时的等效计算长度系数。

露天煤矿外排土场边坡滑坡治理

为治理魏家峁露天煤矿东一外排土场到界边坡局部滑坡情况,根据东一外排土场排弃物料的物理力学性质,计算滑坡边坡稳定性系数,运用削坡减载、建立排水系统、村民路改道综合治理方法,完成了东一外排土场到界边坡滑坡治理。结果显示:此区域边坡稳定性系数提高至1.22,切实解决了因边坡滑坡导致的道路掩埋和河流堵塞问题。

厦深铁路榕江特大桥列车运行稳定性试验研究

厦深铁路榕江特大桥为孔跨布置(110+2×220+110)m的钢桁梁柔性拱桥,桥面系为正交异性钢桥面系、有砟轨道,采用剪力法测试货物列车在桥上、路基、钢轨伸缩器3种不同位置的轮轨力,对货物列车运行稳定性指标进行计算分析和评判,验证了该桥梁运营的安全性;分析货物列车运行稳定性指标与速度的关系,揭示了轮对横向力、列车脱轨系数和轮重减载率的最大值随着车速的提高而增大的现象;对相同速度下货物列车通过不同轨道基础的运行稳定性指标进行比较,提出应特别重视钢轨伸缩调节器位置轨道结构的日常管养的建议;结合联调联试测试结果,对比分析货物列车和动车通过各测试工点的稳定性,结果表明动车组运行稳定性优于货物列车;试验也验证了本文设计的轮轨力标定加力架设计合理、使用方便。

露天矿开采边坡稳定性分析

对某露天矿开采过程中边坡的稳定性问题进行分析处理,并通过数值模拟软件对比利用削坡减载技术治理前后的边坡稳定性系数,发现治理过后边坡的稳定性系数符合工程技术规范,证明削坡减载技术可以被应用于实际治理过程,将削坡减载工程技术应用于该矿后对治理情况进行监测,应用效果显著,极大改善了该矿边坡稳定性,有助于安全开采生产。

抗菱刚度对平车性能的影响研究

以出口的某型平车作为分析对象,基于Simpack动力学软件建立动力学模型,在不同的抗菱刚度下,分别对空车和重车的新轮和磨耗轮4种工况进行仿真计算,分析其对平车的动力学性能的影响规律。研究结果表明:抗菱刚度对空车新轮的蛇行运动临界速度影响较小,其他3种工况的蛇行运动临界速度总体上呈现出阶梯状的增长,其中对重车新轮的蛇行运动临界速度影响最大。当抗菱刚度低于1.5 MN·m/rad时,磨耗轮的平稳性较差,尤其是空车磨耗轮的横向平稳性。抗菱刚度对轮重减载率指标和脱轨系数指标的影响很小,抗菱刚度对轮轴横向力指标有很大的影响。

钢管混凝土复合短柱轴压性能试验研究

钢管混凝土复合柱由钢管混凝土柱肢和钢筋混凝土联接板组成。以柱肢钢管壁厚和联接板厚度为试验参数,对7个复合短柱试件进行轴压性能试验研究,同时进行了与复合柱试件组成相对应的4个钢管混凝土柱构件和3个钢筋混凝土板构件的轴压试验。研究复合短柱在轴压荷载作用下的破坏模式和荷载-位移曲线,对比分析试件与对应构件的荷载-应变曲线,研究柱肢钢管壁厚和联接板厚度对复合短柱轴压承载力的影响。试验结果表明:轴压复合短柱受力全过程分为弹性阶段、弹塑性阶段和塑性发展阶段;轴压复合短柱的破坏特征为钢筋混凝土联接板混凝土压碎,此时钢管混凝土柱肢的受力状态与对应的钢管混凝土构件的受力状态不同,钢管混凝土柱肢并没有充分发挥其自身的承载能力;在复合短柱的轴压承载力计算中应引入柱肢承载力折减系数,该系数与柱肢套箍系数相关;通过对现有的钢管混凝土轴压短柱的试验数据进行回归分析,拟合得到柱肢承载力折减系数的经验计算公式;按照建议方法计算得到的复合短柱的轴压承载力与试验结果吻合良好。

基于可靠度指标的空心钢管混凝土轴心受压构件设计

考虑了空心钢管混凝土构件中钢与混凝土的共同工作性能,得到空心构件轴心受压的组合强度公式。同时按照构件中钢管和混凝土分别承担承载力的比例来求得空心钢管混凝土构件的组合可靠度指标,并基于试验,确定了空心钢管混凝土轴心受压构件的组合可靠度指标以及强度折减系数。