大跨度H型钢截面钢屋架设计实例

本文介绍了某工程中50．2m大跨度H型钢截面钢屋架的设计实例及设计中需要注意的环节，对于工程界同行可供借鉴。

节点域尺寸对H型钢截面局部钢框架水平位移影响的研究

为了研究钢框架总水平位移与柱、梁、节点域变形之间的规律,以节点域高宽比、节点域宽度与层高比、柱与梁刚度比及结构跨高比等为主要研究参数,建立包括柱、梁、节点域的H型钢截面局部钢框架模型,并采用弹性分析方法进行研究。结果表明:节点域宽度与层高比相同、节点域高宽比增大时,梁水平位移比增大、节点域水平位移比减小、柱水平位移比变化不明显;结构跨高比增大时,节点域水平位移比增大,而梁水平位移量减小;节点域剪切变形引起的水平位移占模型总水平位移的30%左右;节点域宽度与层高比为0.1时,模型总水平位移比大于1,按现行不考虑节点域变形影响的基于位移抗震设计法计算时可能导致过小评价结构水平位移。

变截面H型钢柱相关屈曲性能研究

采用板壳单元离散变截面H型钢柱,并同时考虑构件整体与局部初始缺陷、残余应力、材料屈服、几何非线性等因素的影响。根据数值分析的结果,重点研究了腹板宽厚比、腹板楔率、翼缘宽厚比、长细比等参数对板件局部屈曲与构件整体稳定的影响,总结了压力作用下变截面H型钢柱局部屈曲、整体屈曲和相关屈曲的发展过程以及影响因素。

爆炸冲击下变截面H型钢动态响应模拟研究

钢结构在爆炸冲击下的动态响应是一个复杂的动力学问题。运用ABAQUS软件,建立两端固定约束下变截面H型钢构件模型,利用CONWEP爆炸加载方式,模拟3~8.25 m八种不同爆炸距离下钢构件的动态响应过程,分析结构腹板、迎爆面翼缘变形与爆炸距离的关系。结果表明:CONWEP程序能够准确的作为爆炸加载方式;在3~6.75 m爆炸距离内,腹板发生塑性变形,随着爆炸距离的增加,构件腹板最大位移线性减小,最大位移位置非线性升高;翼缘最大位移迅速减小,翼缘发生失稳破坏;在6.75~7.5 m爆炸距离内,腹板处于弹塑性变形阶段;当爆炸距离超过7.5 m后,腹板处于弹性变形阶段,迎爆面翼缘发生局部失稳,承载力降低。

节点域尺寸对H型钢局部框架极限承载力的影响

为了研究节点域尺寸对H型钢截面钢框架极限承载力的影响,以常见的梁、柱、节点域组成的十字形钢框架结构为分析对象,以柱轴压比、结构跨高比、节点域高宽比、节点域宽度与钢框架层高比等为主要研究参量,基于力学平衡准则进行分析。结果表明:考虑节点域尺寸的分析模型极限承载力比值曲线可分三类,第一类曲线的节点域形成塑性铰;第二类曲线在强柱系数Rpcb≤1.2时节点域形成塑性铰,当强柱系数Rpcb>1.2时梁端形成塑性铰;第三类曲线在强柱系数Rpcb≤0.8时节点域形成塑性铰,当强柱系数Rpcb>0.8时梁端形成塑性铰。H型钢局部框架模型的极限承载力比值曲线主要为第一类曲线,不考虑节点域尺寸的模型极限承载力为考虑节点域尺寸的模型极限承载力的1~5倍,按不考虑节点域尺寸计算H型钢截面钢框架的极限承载力时可能发生过大估算,从而导致结构设计的不安全。

变截面H型钢构件弹塑性性能分析

本文以双重非线性有限元的数值理论为分析工具,采用三维退化曲壳元作为离散单元,对大量的变截面H型钢构件进行了基于荷载一位移全过程的弹塑性分析,并就变截面H型钢构件的塑性扩展进行了较为深入的探讨,获得了一些有价值的结论,可供工程设计参考.

杆件缺陷对三向单层铝合金网壳稳定承载能力的影响

单层网壳属于缺陷敏感型结构.为理清杆件缺陷对三向单层铝合金网壳稳定承载能力的影响程度及规律,首先提出了一种形成杆件缺陷的方法,即等效荷载法(equivalent load method,ELM),并详细阐述了该法的基本原理与实现步骤,而后系统地研究了3种杆件缺陷形式、12种缺陷幅值及杆件弯曲方向对网壳稳定承载能力的影响,最后基于修正的特征值缺陷模态法给出了杆件缺陷在网壳中的最不利布置方案.主要得出如下结论:提出的ELM可高效、便捷地形成杆件缺陷,特别适合于由众多根杆件组成的空间网格结构.与以往采用的半正弦波相比,由该法形成的杆件缺陷形式对网壳稳定承载力略为更不利.另外,杆件缺陷形式亦可采用两端固结杆的特征值屈曲模态;对于面内方向刚度较弱的网壳(如H型截面杆件)来说,稳定承载力往往由面内刚度决定,杆件缺陷弯曲方向布置在面内更为不利.杆件缺陷对该类网壳稳定承载力的影响很显著,杆件缺陷的存在会改变该类网壳的失效模式;随着杆件缺陷幅值的增大,网壳极限荷载逐渐降低,离散程度大体上逐渐增大,杆件弯曲方向对极限荷载的影响愈加明显;修正的特征值缺陷模态法可一次性获得缺陷杆件在网壳中的最不利分布形式,克服了随机缺陷模态法工作量大的缺点.提出的ELM可便捷地推广至其他类型空间网格结构当中.