大规格高强等边角钢轴压构件承载力研究

对L220X20的Q420角钢进行了轴心受压试验研究,在此基础上进行了理论分析.结合有限元,对大规格角钢进行了参数分析,并与现行《钢结构设计规范》中给出的柱子曲线进行了比较.结果表明:大规格高强等边角钢柱子曲线高于现有《钢结构设计规范》中b类截面柱子曲线,总体介于a类与b类截面柱子曲线之间,现有规范b类柱子曲线适用于大规格高强等边角钢.

Q460等边角钢的柱子曲线

Q460钢材在输电线路铁塔中的使用越来越多,但是现行规范中没有关于Q460钢材的规定,相关的参数无资料可查,使Q460钢材的应用缺少依据。采用逆算单元长度法编程计算了63种不同规格的Q460等边角钢的柱子曲线,并统计出了Q460等边角钢轴压构件的稳定系数表,与试验及有限元分析的对比表明,该柱子曲线是合理的,可用于Q460等边角钢的设计。

高强大规格等边角钢轴压承载力研究

进行了19个长细比λ=30～90的Q420 L220 mm×20 mm角钢试件的轴压试验研究。结果表明:此类构件在长细比λ>45时,以弯曲失稳破坏为主;长细比λ45时,以弯扭失稳为主。研究了现行钢结构规范中防止局部屈曲宽厚比限值公式和计算弯扭失稳的换算长细比取值公式的适用性。采用逆算单元长度法得到了大规格等边角钢的柱子曲线,研究了此类构件与普通规格等边角钢的差异以及肢厚、肢宽和钢材强度等对柱子曲线的影响。提出了高强大规格等边角钢轴压构件的承载力计算方法。并且研究了高强大规格等边角钢两端偏心受压的柱子曲线,给出了长细比修正系数的建议公式。

开/合角等边角钢的整体稳定性和经济性分析

角钢具有储存、运输方便,节点构造简单的特点,因此在输电铁塔结构中得到广泛应用。为了构造方便,新型非四边形截面杆塔采用等边角钢时需要对角钢进行开/合角处理,而角钢开/合角会改变其截面特性,因此研究开/合角等边角钢轴心受压时的稳定性和经济性对于新型非四边形截面杆塔的设计具有重要意义。采用逆算单元长度法并结合ANSYS非线性屈曲分析,计算了开/合角等边角钢的柱子曲线,经过拟合给出了轴心受压开/合角等边角钢的稳定系数与长细比的关系,通过ANSYS分析结果、试验结果与逆算单元法计算结果的对比分析,研究了等边角钢开/合角后的整体稳定性和力学性能,给了开/合角角钢经济性的评价指标,研究了开/合角等边角钢的经济性,所得结论对于新型非四边形截面杆塔的合理选材具有理论指导意义。

高强钢管的极限承载力研究

按照逆算单元长度法的原理编程计算了不同规格的Q420、Q460高强钢管轴压构件的稳定系数。通过与现行规范的柱子曲线、试验及有限元分析结果对比表明,现行规范b类曲线适用于高强钢管的设计,但采用长细比小于40且D/t≥55的Q420高强钢管时,应对钢材强度进行一定的折减后方可用于设计。

Q420不等边角钢的柱子曲线

Q420不等边角钢在输电线路铁塔工程中的应用较少,主要是现行规范缺少关于Q420不等边角钢的稳定承载力计算方法。采用逆算单元长度法编程计算了12种规格的Q420不等边角钢的柱子曲线,与有限元分析的对比表明,该柱子曲线是合理的,可用Q420不等边角钢的设计。

Q690高强度钢管轴心受压稳定系数研究

为减小变电构架中单柱、人字柱及空间桁架梁的用钢量,探讨在变电站最主要的结构体系一变电构架中采用Q690高强钢及其设计方法,达到节省用地、节省用钢量、降低工程造价的目的。变电构架的计算模型是单柱、人字柱及空间桁架梁结构,构件的设计多按拉杆和压杆稳定计算,在采用Q690高强度钢材的情况下,构件的截面尺寸相对较小,压杆的稳定将是结构承载力最为重要的影响因素。本文采用逆算单元长度法计算Q690轴心受压高强钢钢管稳定系数并确定其可行性,分析残余应力对稳定系数的影响,同时,得到Q690高强钢管轴压稳定系数计算公式及稳定系数表,工程设计时可参考使用。

高强钢管轴压构件整体稳定性承载力的试验研究

通过对18根Q690焊接钢管轴心受压构件的整体稳定性试验,研究不同长细比高强钢管的稳定性承载力。在试验的基础上,采用逆算单元长度法编制高强钢管轴心受压构件稳定性分析程序,并提出了高强钢轴心受压构件稳定系数计算式。数值计算结果与试验及按GB 50017—2003《钢结构设计规范》推荐曲线的对比分析表明,所得到的高强钢管稳定系数-长细比曲线分布合理,可用于高强钢轴心受压构件的稳定设计。

高强钢轴心受压钢管整体稳定性承载力试验研究及数值分析

该文对焊接高强钢管稳定性进行了试验研究及数值分析。首先对Q690钢材进行了材性试验,其次对不同长细比的18根Q690焊接钢管轴心受压构件进行了整体稳定性试验,采用割环法测量了焊接钢管残余应力的分布。在试验研究的基础上,采用逆算单元长度法编制了考虑初始缺陷的高强钢管轴心受压构件稳定性分析程序,分析了6种不同长细比高强钢管的稳定性承载力。在试验研究和数值分析的基础上提出了高强钢轴心受压构件稳定系数计算公式,给出高强钢轴心受压构件的稳定系数表。数值与试验结果及规范的对比分析表明,该文得到的高强钢管稳定系数-长细比曲线分布合理,可用于高强钢轴心受压构件的稳定设计。