槽钢加强钢梁腹板开圆孔梁柱节点滞回性能数值模拟分析

为解决钢梁腹板开圆孔型节点开孔处抗震承载力不足、受力变形过大等问题,提出了在钢梁腹板孔洞区域设置开孔槽钢的加强方法,并以槽钢弧形削弱位置rl、削弱深度c、槽钢厚度t、槽钢材性m为主要参数,设计了15个节点模型。运用有限元软件ANSYS模拟分析了循环荷载作用下各模型的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化情况及耗能能力。结果表明:在梁腹板开孔处设置槽钢后,节点的极限承载能力、初始刚度、耗能能力较未加强节点均大幅度提升;槽钢上下翼缘及腹板进行适当弧形削弱的节点较未削弱或削弱不当的节点,其后期刚度退化速率较小,滞回曲线更加饱满,总能量耗散系数最大;槽钢削弱位置rl和削弱深度c相同的节点的承载力、初始刚度、耗能性能均随着槽钢厚度t的增加而增加;槽钢的强度等级高于钢梁强度时,节点在峰值位移阶段的耗能能力显著降低。

无约束段对工字形内芯防屈曲支撑滞回耗能性能的影响

设计了12个无约束段的防屈曲支撑构件,利用ABAQUS软件对其进行有限元分析,研究无约束段长度、是否利用槽钢加强无约束段及加强槽钢的长度和厚度对构件滞回耗能性能及承载力的影响。结果表明:无约束段长度对防屈曲支撑构件滞回耗能性能及承载力影响显著,当无约束段长度与构件在轴力作用下产生的最大位移近似相等时,构件耗能效果更明显;经槽钢加强的构件具有良好的滞回耗能性能及承载力;无约束段加强槽钢的长度对构件滞回耗能性能与承载力影响显著,加强槽钢的长度为无约束段长度的2倍时,构件具有更好的滞回耗能性能与承载力;加强槽钢的厚度对构件的滞回耗能性能与承载力影响不大,设计构件时可适当减小槽钢的厚度以提高材料的利用率。

腹板加强型冷弯薄壁卷边槽钢柱受压性能试验研究

为研究腹板中间设置有一道纵向加劲肋的冷弯薄壁卷边槽钢柱的受压性能,对18根两端简支试件进行了静力加载试验研究。试验结果表明:荷载作用位置、端部支承条件对试件的屈曲模式及受压极限荷载影响显著;而试件长度仅对试件屈曲模式的影响显著;由于腹板纵向加劲肋的存在,冷弯薄壁卷边槽钢柱在负向偏心(轴向力作用线位于截面形心与腹板之间)压力作用下承载力较高,而在正向偏心(轴向力作用线位于截面形心与卷边之间)压力作用下承载力较低,轴心受压承载力介于前两种情况之间。通过试验结果与压弯构件解析解计算结果的对比发现,解析式对于负向偏心受压构件的计算误差较大。考虑几何非线性和材料非线性的影响,采用有限元软件ANSYS对试件进行了数值模拟分析,分析结果表明,采用数值模拟方法可以很好地预测试件的承载力和屈曲行为。

赵固二矿沿空巷道围岩控制数值模拟研究

根据赵固二矿沿空巷道的变形情况,采用数值模软件FLAC3D,研究了槽钢梁锚索加强帮部支护后,巷道围岩的应力和塑性区分布特征。结果显示巷道帮部加强支护后,煤柱内应力集中区和塑性区范围都大幅减小,仅实体煤帮部分出现塑性变形。在现场进行工程应用后,顶底板最大变形量为116 mm,两帮最大移近量为158 mm,该方案能有效维护巷道稳定。