均匀受力四边简支开孔板屈曲承载力分析

钢管混凝土柱中内隔板上的开孔处理,有利于混凝土的浇筑,但对其开孔会在一定程度上降低自身承载力,进而影响梁柱节点的受力性能。文章采用数值分析的方法,以开孔板的长宽比、宽厚比、开孔率、开孔形状、孔端距等为主要影响因素,对双向均匀受力的四边简支开孔板的屈曲承载力进行了非线性屈曲分析。结果表明:开孔率是影响板件承载力的主要因素,板件的屈曲承载力随着板件开孔率的增大而减小,当开孔率达到0.9时,板件的承载力趋近于0;当板件的长宽比等于1时,开孔板承载力达到最大值,而长宽比≥3时,开孔板的屈曲承载力出现拐点且达到最低值。在实际工程中,板件的开孔率不宜>0.7,板件长宽比宜<3,板件宽厚比宜控制在<50。

加筋圆筒结构重量和屈曲承载力关系的量化分析

加筋圆筒结构对轻量化程度要求高,通过量化分析其屈曲承载力与重量关系为工程早期设计提供参考。首先,探究了加强筋数量或截面类型等单因素变化引起的结构重量变化对其屈曲承载力的影响。进而,以加强筋数量、截面类型、尺寸为设计变量,约束屈曲承载因子下限,建立结构重量最小化的优化模型,探究这些多因素同时变化时加筋圆筒结构重量和屈曲承载力关系。在此分析和优化设计中,采用有限元法计算结构屈曲承载因子,为了获得屈曲承载力和重量关系,在优化设计中引入不同屈曲约束下限获得多组优化设计解,基于最小二乘法拟合出结构屈曲承载力和重量关系曲线。结果表明,在给定设计域、边界约束、载荷工况下竖向加强筋比周向加强筋对结构屈曲承载力影响大,加强筋不同截面类型与重量变化关系不同。结构屈曲承载力与重量关系曲线为非线性,随着结构重量增大屈曲承载力增大,但其增大的幅度逐渐减少。

桁架结构弹塑性屈曲承载力计算方法

针对桁架结构稳定承载力问题,本文提出了一种弹塑性屈曲承载力计算方法。在考虑荷载分布形式、结构形式、节点连接以及材料非线性的影响下,确定桁架结构的最不利杆件,并基于最不利杆件的弹塑性屈曲承载力计算结构的弹塑性屈曲承载力。应用该方法对单杆桁架模型和简单桁架进行弹塑性屈曲承载力分析,并与有限元软件ABAQUS分析的屈曲承载力进行对比。所估算的屈曲承载力与有限元模拟特征值屈曲分析和riks分析模拟的屈曲承载力较为接近。进而验证了本文所提出的桁架结构弹塑性屈曲承载力计算方法,即通过参考杆件屈曲承载力估算桁架结构屈曲承载力下限值的方法,是可行与可靠的。

方钢管混凝土偏压柱非线性屈曲承载力的有限元分析

在方钢管混凝土偏压柱试验研究的基础上,提出核心混凝土的三维应力-应变关系模型,构造了非线性三维虚拟层合单元,并且利用此法对方钢管混凝土偏压柱的非线性屈曲承载力进行了有限元分析,计算结果与试验结果符合良好。

圆钢管混凝土偏压长柱屈曲承载力的FEM法分析

构造了非线性三维虚拟层合单元法,对5组圆钢管混凝土偏压柱的非线性屈曲承载力进行了三维有限元分析,计算结果与试验结果符合良好.以典型截面形式的圆钢管混凝土偏压长柱为例,对其载荷-变形全过程进行了分析,给出了非线性屈曲承载力与长细比的关系,研究结果可为圆钢管混凝土柱的承载力设计提供参考.

圆钢管混凝土压弯长柱非线性屈曲承载力的理论研究

基于三维线弹性大变形理论,构造了三维非线性虚拟层合单元法,利用此法对钢管混凝土压弯长柱的非线性屈曲承载力进行了研究,有限元分析结果与试验结果符合良好。最后,以典型截面形式为例,研究了长细比、偏心率等参数对钢管混凝土长柱承载力的影响,研究结果可供工程设计和施工参考。

冲压过程对卷边蜂窝梁腹板受弯屈曲承载力的影响

目的提出一种采用冲压工艺的卷边蜂窝梁,探究冲压过程对卷边蜂窝梁腹板受弯屈曲性能的影响,并提出考虑初始缺陷的对卷边蜂窝梁进行后续研究的简便方法。方法采用有限元方法对卷边腹板的冲压过程进行模拟,分析卷边的成型过程、回弹现象及卷边部分的残余应力分布;通过比较不同参数下冲压后的和完善的卷边蜂窝腹板的受弯屈曲承载力,分析冲压过程对卷边蜂窝梁腹板受弯屈曲承载力的影响。结果冲压过程导致的回弹现象对卷边蜂窝梁孔径的影响均在0.4%以下;冲压过程会使卷边的弯曲部分出现径向拉应力、竖边部分出现环向压应力的残余应力,但并不影响腹板的稳定性。结论冲压过程对腹板造成的壁厚减薄、孔周卷边的回弹现象和残余应力对卷边蜂窝梁腹板受弯屈曲承载力的影响可以忽略;增加腹板厚度、竖边高度和卷边半径或减小开孔率可提高卷边蜂窝梁腹板的受弯屈曲性能。

单向非均匀受压开孔板屈曲承载力分析

以无孔板件的屈曲理论为基础,应用ANSYS有限元软件对开单排圆孔板件在单向非均匀受压情况下的屈曲性能进行了分析研究。依次探讨了板的长宽比、宽厚比、孔径、孔洞位置及边界条件等因素对开孔板屈曲承载力的影响。最后根据数值分析的结果,给出了在板件上设置孔洞的一些建议。

轴心受压开孔板的屈曲承载力分析

影响开单圆孔薄板屈曲承载力的因素主要包括:板的长宽比、圆孔的尺寸、圆孔的位置及板的边界条件,本文利用通用有限元分析软件ANSYS,在改变其中一个影响因素的条件下,对开孔板的屈曲承载力进行分析,总结出这些因素改变时屈曲承载力的变化趋势,为开孔构件的设计提供一定的参考。

基于有限元模型的建筑混凝土柱屈曲承载力计算

为了解决传统混凝土承载力算法存在峰值负荷计算值误差较大的问题,本文提出基于有限元模型的建筑混凝土柱屈曲承载力计算方法。通过有限元模型,对混凝土柱进行有限元数值模拟分析,模拟其屈曲力学性能,判断混凝土柱整体抗屈曲强度,确定屈曲承载力极限时的应力-应变关系曲线,并完成曲线参数计算。此次算法与两种传统算法进行对比实验,对三组混凝土柱试件进行破坏,比较峰值负荷计算值和试验值,结果表明,此次算法减小了峰值负荷的计算误差,此次算法的屈曲承载力计算结果更为准确。

轴压和不均匀内压下钢筒仓圆柱壳屈曲承载力研究

我国的《粮食钢板筒仓设计规范》(GB50322-2001)对仓壁的稳定承载力计算方面的相关规定并不完善。本文以钢筒仓仓壁的圆柱壳体为研究对象,引入了四种常见的初始缺陷模式,对轴压和不均匀内压下钢筒仓仓壁的弹性和弹塑性屈曲承载力进行了参数化有限元分析,研究了各种缺陷模式及非均匀内压分布形式对仓壁壳体屈曲承载力的影响。在有限元分析结果的基础上,结合中国规范的相关公式,拟合出轴压和非均匀内压下钢筒仓仓壁的弹性及弹塑性屈曲承载力的计算公式。

V型加劲C形截面不锈钢梁畸变屈曲承载力试验及模型化研究

钢结构是建筑工程结构的重要应用形式之一,广泛使用在各种结构中,例如房屋建筑、重型工业厂房结构、铁路、桥梁等关乎国民生命安全及经济发展等重要领域。文中针对C形截面不锈钢受弯构件加劲情况研究不充分的情况,开展了以下研究内容,为后续不锈钢构件的研究和应用提供理论支撑:通过ABAQUS有限元软件,对构件尺寸进行设计,结合理论计算找出合适的构件截面尺寸。对V型加劲的C形截面梁进行受弯承载力试验,收集试件发生屈曲破坏的过程及试验数据,为后续有限元分析对比提供数据支撑。文中补充了现今C形截面不锈钢梁畸变屈曲性能研究的空白和不足之处,为未来研究、工程设计等工作提供数据支撑,推动国内不锈钢结构的发展与进步。

钢管混凝土压弯长柱非线性屈曲承载力的三维有限元分析

基于三维线弹性大变形理论,本文构造了三维非线性虚拟层合单元法,利用此法对钢管混凝土压弯长柱的非线性屈曲承载力进行了研究,有限元分析结果与试验结果符合良好.最后,以典型截面形式为例,研究了长细比、偏心率等参数对钢管混凝土长柱承载力的影响,研究结果可供工程设计和施工参考.

美国标准组合工字形受弯构件侧向屈曲承载力研究

侧向屈曲极限状态作为美国标准AISC 360-16-2016《钢结构设计标准》中规定的钢结构受弯承载力极限状态中的一种,是构件发生失稳破坏的常见模式,其影响因素除构件材料属性和截面尺寸外,更与构件受压翼缘侧向无支撑长度直接相关。对AISC360-16-2016钢结构组合工字形截面受弯构件的侧向屈曲承载力进行研究,按照腹板的截面类型不同,对其侧向屈曲承载力及塑性无支撑长度的计算进行分类,得出其关键影响因素及控制措施,结合STAAD.Pro钢结构设计软件,完善了构件设计后处理过程中检验参数的指定,并对设计优化措施提出一些建议。

圆角多边孔蜂窝梁孔间腹板屈曲承载力研究

提出一种圆角多边形孔蜂窝梁孔间腹板受剪屈曲承载力的分析方法。该孔型蜂窝梁具有与圆孔蜂窝梁相同的良好受力性能,但制作工艺简易且不损失扩展比。采用有限元方法研究了跨中集中力作用下蜂窝梁孔间腹板的屈曲模式和屈曲承载力。有限元分析考虑的参数包括孔间距与孔高之比和孔高与腹板厚之比等。并提出了改进的斜压柱理论模型以用于圆角多边形孔蜂窝梁孔间腹板的屈曲承载力计算。

圆角多边形孔蜂窝梁孔间腹板屈曲承载力计算方法对比研究

分析对比了圆角多边形孔蜂窝梁孔间腹板屈曲承载力的不同计算理论,包括楔体理论模型、英国钢结构协会计算手册理论模型、LAWSON理论模型及斜压柱模型等。采用不同理论对蜂窝梁孔间腹板的屈曲承载力进行了计算,并与试验结果进行了对比。结果表明,应用于六边形孔的楔体理论计算值过于保守,与试验值偏差均超过50%;应用于圆形孔的英国钢结构协会计算手册理论模型及LAWSON理论模型计算值也过于保守,偏差范围在58%~70%之间;斜压柱理论相比其它方法,计算结果较为准确,偏差范围在7.6%~39%之间。并采用验证的有限元方法分析了不同孔距、孔高及腹板厚度的蜂窝梁孔间腹板的屈曲承载力。应用斜压柱理论模型计算孔间腹板剪力承载力,与有限元参数分析结果对比表明,斜压柱模型按规范BS 5950-1:2000计算的理论值过于保守,理论值与有限元结果比值范围在0.185~0.384之间;按规范EN 1993-1-1计算的理论值评价孔距较小(S/d_0=1.4)蜂窝梁的剪力承载力时偏于安全,理论值与有限元结果比值范围在0.878~0.972之间,当孔距较大(S/d_0>1.4)时,理论结果偏于不安全,理论值与有限元结果比值范围在1.054~1.818之间,需要进一步修正。

承受循环轴力的支撑屈曲后承载力研究

为探讨在罕遇地震下支撑屈曲后承载力的合理取值方法,根据支撑的滞回性能试验及有限元分析回归出支撑的屈曲后承载力计算公式,并与各国规范的计算值进行对比。结果表明:支撑的屈曲后承载力可按我国现行建筑抗震规范的规定或按本文建议的回归公式计算;鉴于在支撑倒V形或V形布置的中心支撑框架中,受压支撑达到屈曲后承载力时,与其对应的受拉支撑屈服后的抗拉承载力也有退化,根据分析对比,建议被撑梁上的竖向不平衡力按受拉支撑屈服承载力竖向分量的80%计算。

冷弯型钢板件相关屈曲和极限承载力

冷弯型钢板件相关屈曲的精确计算十分复杂。本文基于盈亏相抵的概念导出板件约束系数的近似计算公式,比已有公式简便。经过矩形管短柱试验数据的分析,加上其他截面的现成资料,可知板件在屈曲后仍然存在相关性,确定受压极限承载力时应该计及这种相关性。

大长细比约束杆件屈曲后承载力简化计算方法

大跨度建筑空间中的火灾属于局部火灾,局部受火的网架结构由于其整体性会产生杆件间的约束效应,实际工程中网架结构的杆件长细比往往大于钢框架柱。目前对于网架结构中的约束杆件屈曲后承载力未见研究报道。根据假定的高温下约束杆件的变形形态建立内外力平衡方程,提出考虑初弯曲的网架结构中轴向约束杆件屈曲后轴力的简化计算方法,得到受火全过程轴力—温度的关系曲线,并发现初弯曲会使得长细比较大的约束杆件的应力增长速率明显减小。通过ABAQUS软件对网架结构中轴向约束杆件受火力学反应全过程进行了数值模拟,本文提出的简化计算方法与数值模拟结果吻合较好,为进一步分析网架杆件屈曲后承载力对整体结构抗火性能的贡献提供了理论依据。

铝合金工字梁腹板屈曲后承载力有限元分析中材料本构关系模型的探讨

本文采用五种不同的铝合金本构关系模型,用有限元分析软件ANSYS对铝合金工字梁腹板屈曲后承载力进行了数值模拟,并通过对有限元计算结果和试验值的比较,分析不同材料本构关系模型对铝合金工字梁腹板屈曲后承载力计算精度的影响。