基于边缘屈服准则装配式屈曲约束支撑分析与设计

基于芯材边缘屈服准则和弯曲屈曲理论,建立装配式屈曲约束支撑极限应力、支撑间隙及芯材截面的计算公式。以十字型芯材支撑为例,分析芯材屈曲半波数对支撑极限应力,支撑间隙和芯材截面的影响。研究结果表明,基于芯材边缘屈服准则和弯曲屈曲理论的分析理论可以合理解释试验和有限元分析结果 ,所建立的相关计算公式可用于装配式屈曲约束支撑的设计中。

带翼缘十字形截面轴心受压构件扭转失稳边缘屈服荷载研究

带翼缘十字形截面柱具备各向等稳定、抗扭刚度高、对称美观等特点,但目前对于这类构件扭转失稳承载力的研究还比较少。推导出带翼缘十字形截面轴心受压构件的边缘屈服荷载的隐式表达式,考察了翼缘宽度、腹板高度、翼缘厚度以及腹板厚度等截面几何参数对边缘屈服荷载的影响,结果表明带翼缘十字形截面轴心受压构件在给定初始扭转缺陷和残余应力的前提下,构件的边缘屈服荷载与扭转长细比λ_ω有直接关系,与翼缘宽度、腹板高度、翼缘厚度以及腹板厚度等截面几何参数没有明显的关系。最后利用Taylor展开式对隐式表达式简化,得到边缘屈服荷载的拟合公式。

蜂窝式压弯构件弯矩作用平面内稳定承载力计算的试验验证

目的分析蜂窝式压弯构件弯矩作用平面内稳定承载力特征,验证已有设计方案.方法设计制作了4根不同长度的蜂窝构件,对试件进行弯矩作用平面内偏心矩为50 mm的轴向集中力加载,得出试验数据.结果试验过程和试验结果达到预期效果,试验数据和理论数据比较吻合.扩张比为1.5的蜂窝式压弯构件较原实腹式压弯构件极限承载力有大幅度的提高.由边缘屈服准则导出的格构式压弯构件平面内稳定计算公式,同样适合蜂窝式压弯构件弯矩作用平面内稳定计算,且结果偏于安全.结论蜂窝压弯构件随着长度的增加,正应变分布逐渐均匀,整体工作性能趋于良好,因此,蜂窝构件更适合于大跨度荷载小的结构体系.

基于多波屈曲单元的输电铁塔结构抗风极限荷载分析

为了有效预测输电铁塔结构抗风极限荷载,提出了一种多波屈曲单元来模拟辅助构件支撑的受力构件,按截面边缘屈服准则确定了多波屈曲单元的受压极限应力;对某110kV鼓型直线输电铁塔结构抗风极限荷载进行了数值研究。研究结果表明:所提出的多波屈曲单元可有效考虑辅助构件的支撑作用和受力构件的初弯曲影响,结构建模时可不考虑辅助单元;该方法简单易行,可有效预测大型输电铁塔结构抗风极限荷载。

钢构件的截面塑性发展系数

本文就新订规范表5.2.1中的截面塑性发展系数由来,进行了详细介绍;并对在受弯、压弯或拉弯的构件计算中,考虑截面塑性发展时的8种代表性截面塑性发展系数值γ,按不同应力状态逐一分别进行了推导,最后对有关截面塑性发展系数的取值准则作了说明。

防屈曲支撑内核单元特性分析与设计理论研究

根据芯材多波屈曲理论并基于边缘屈服准则,考虑芯材初弯曲以及外包钢刚度,通过理论推导出防屈曲支撑间隙值以及边缘屈服极限应力通用计算公式,分别针对"十字型"和"一字型"芯材截面,针对初弯曲大小、屈曲半波数、芯材长度、芯材宽度和芯材厚度进行影响性分析.根据边缘屈服极限应力增加值推导出屈曲半波数估计值并利用约束比概念提出新的外包钢最小约束刚度.结果表明,文章提出的防屈曲支撑设计公式可以合理解释实验和有限元模拟结果,为防屈曲支撑的设计提供理论依据.

三重钢管防屈曲支撑中防屈曲套管设计方法研究

基于套管边缘屈服准则,给出了由三重钢管组成的防屈曲支撑中防屈曲套管的设计方法,并通过有限元模型对设计方法进行了验证。三重钢管防屈曲支撑是由提供轴向刚度和承载力并耗散地震能量的芯材钢管,以及限制芯材整体屈曲和局部屈曲的外套管和内套管组成。当支撑芯材钢管屈服后,防屈曲支撑的弯曲刚度全部由内防屈曲套管和外防屈曲套管提供。考虑芯材钢管二阶弯矩对套管的弯矩作用,依据外套管边缘纤维不发生屈服的原则,确定防屈曲支撑允许的最大弯曲变形,进而确定了防屈曲支撑套管的刚度和截面尺寸。有限元分析结果表明,在不同芯材径厚比、不同管间间隙以及不同芯材环向预应力的情况下,该防屈曲支撑套管的设计公式均适用。

具有较大初始位移的拼组柱在分布与集中荷载共同作用下的承载力分析

对于均布轴向荷载与集中荷载共同作用下的压杆,考虑初始几何位移的影响,根据边缘纤维屈服准则得到构件的理论最大荷载。对于一般工程构件,此承载力值低于根据线性稳定理论得到的临界荷载,可以作为结构安全设计的依据。

输电塔轴心受压构件加固后的弯曲失稳承载力

输电塔结构构件的轴心受压稳定承载力往往是构件设计的控制因素。在目前输电塔构件的加固方案中,利用增大截面来提高轴心受压稳定承载力的方法应用非常广泛。对于输电塔交叉斜材,往往无法全长加固。本文针对该类无法全长增大截面的构件加固后的弯曲稳定承载力进行理论分析与有限元模拟研究。结果对比发现,本文基于能量法与边缘屈服准则得到的承载力显式公式与有限元分析结果接近,更方便于工程应用。

六四梁拼组柱承载力计算探讨

将六四梁中的标准三角拼组柱视为一实腹式受压构件,考虑初始几何位移的影响,由构件边缘纤维屈服准则得到了构件的理论最大荷载。

冷弯开口薄壁帽型截面受压钢构件压弯承载力的研究

对冷弯开口薄壁帽型截面受压构件的压弯极限承载力进行了分析研究,主要考虑构件长细比、荷载偏心距和构件初弯曲对压弯极限承载力的影响。利用MATLAB7.0.1和ANSYS10.0计算得到受压构件基于截面边缘纤维屈服准则的临界荷载和弹性弯扭屈曲荷载,进而利用ANSYS10.0对受压构件的弹塑性极限荷载进行了计算。通过对三种不同的计算方法得到的极限荷载进行比较,分析了冷弯开口薄壁帽型截面受压构件压弯极限承载力的计算方法。结论中评价了单轴对称截面压弯构件的设计公式。研究表明,该设计公式具有一定的安全储备,满足设计要求。

具有初始位移压杆在均布荷载作用下的承载力

格构式拼组结构一般具有较大初始挠度,对结构的受力性能产生不可忽视的影响。线性稳定分析得到的临界荷载普遍较高,其应力水平高于材料的破坏强度极限,因此不宜作为此类结构安全设计的依据。本文对于均布轴向荷载作用下的压杆,考虑初始几何位移的影响,由幂级数法分析得出受力后的变形曲线,并根据边缘纤维屈服准则得到构件的理论最大荷载。对于一般工程构件,此承载力值低于根据线性稳定得到的临界荷载, 可以作为结构安全设计的依据。

压弯组合作用幕墙立柱整体稳定性校核

依据弹塑性材料构件的边缘纤维屈服原理,详细分析了幕墙工程中压弯组合作用立柱整体稳定性校核的基本思路和算法。

具有较大初始位移的拼组柱在分布与集中荷载共同作用下的承载力分析

对于均布轴向荷载与集中荷载共同作用下的压杆,考虑初始几何位移的影响,根据边缘纤维屈服准则得到构件的理论最大荷载。对于一般工程构件,此承载力值低于根据线性稳定理论得到的临界荷载,可以作为结构安全设计的依据。

组装式防屈曲支撑整体稳定性研究

组装式防屈曲支撑通过内置钢板支撑承受轴向荷载,外部组装的约束构件为钢板支撑提供侧向约束,该种支撑可用于有抗震要求的中心支撑钢框架结构中。轴向受压的组装式防屈曲支撑的屈曲分析表明,可结合整个支撑的屈曲临界力、支撑长度和约束构件的抗弯刚度等,得到支撑的计算长度系数。非线性分析表明,约束构件的钢管外边缘屈服时的支撑轴向承载力与支撑发生极值点失稳时的极限承载力很接近。因此,可采用外部约束钢管边缘屈服来判断防屈曲支撑轴向受压整体失稳。为此,给出了综合考虑防屈曲支撑初弯曲、支撑屈服后承载力增大、约束构件抗弯刚度和强度以及间隙的相关算式,可用于验算支撑的整体稳定性。

建筑幕墙横梁的局部稳定性分析

将建筑幕墙上经常使用的薄壁金属横梁的受力简化为薄板受力问题加以研究,利用弹性力学理论较为详细地分析了幕墙横梁的局部稳定性问题的由来及工程设计中常用的应对措施,并通过计算得出一系列控制局部稳定性指标,这些结果与行业标准基本上是一致的。本文还通过计算结果与技术规范的比较提出自己的看法,为今后修订此规范提供了思路和参考,使建筑幕墙的设计更加科学和规范化。