翼缘V形加劲G550高强冷弯薄壁槽钢受弯构件屈曲性能试验及数值模拟

为了研究翼缘V形加劲对高强冷弯薄壁槽钢受弯构件屈曲模式和承载力的影响,分别对翼缘无V形加劲、翼缘偏腹板一侧V形加劲、翼缘中间V形加劲以及翼缘偏卷边一侧V形加劲等4种截面形式的8组G550高强冷弯薄壁槽钢受弯试件进行了静力试验研究。结果表明,翼缘V形加劲试件相比翼缘无V形加劲试件的受弯承载力提高了28%~53%,且翼缘V形加劲导致试件的畸变屈曲问题突显;翼缘V形加劲位置对试件的屈曲模式和受弯承载力有重要影响,且与卷边宽度有关。短卷边试件表现为畸变屈曲,其中翼缘中间V形加劲试件的受弯承载力最大;长卷边试件表现为局部与畸变的相关屈曲,其中翼缘偏腹板一侧V形加劲试件的受弯承载力最大,但较翼缘中间V形加劲试件的受弯承载力提高了不到1%;综合考虑,翼缘中间V形加劲对提高试件受弯承载力效果最好。对试验进行了有限元模拟,试验结果与有限元模拟结果吻合良好。

板件中间V形加劲复杂卷边槽钢轴压构件的稳定性能研究

分别采用有限条数值解法和手算方法对16根轴压简支试件的弹性局部、畸变屈曲临界应力进行了计算,对比了数值解法与手算方法的计算结果,验证了手算方法求解弹性稳定临界应力的有效性。研究了V形加劲复杂卷边槽钢轴压构件的弹性稳定性能。研究表明:V形加劲肋的存在对轴压试件的弹性局部屈曲临界应力影响显著,但对弹性畸变屈曲临界应力影响较小,减小翼缘板件的宽厚比能明显提高截面的弹性畸变屈曲临界应力。

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。

翼缘加劲与未加劲C形轴压构件畸变屈曲临界应力计算简式

作为计算轴压构件畸变屈曲临界应力的有效方法,Lau和Hancock的计算式已被我国《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》(JGJ 227—2011)采纳。然而,Lau和Hancock的计算式无法计算固支轴压构件畸变屈曲临界应力,且采用该计算式的参数多、计算过程烦琐。以畸变屈曲临界应力σcr,D计算简式中的畸变屈曲系数kD为研究对象,采用有限条软件CUFSM对影响翼缘中间V形加劲C形截面kD的关键因素进行了分析,给出了该截面简支、固支轴压构件系数kD的计算式,并进一步分别简化得到了C形截面简支、固支轴压构件系数kD的计算式。数值算例对比表明,σcr,D计算简式避免了烦琐复杂的截面几何参数计算,同时适用于翼缘V形加劲、未加劲C形轴压构件畸变屈曲临界应力的计算,特别是对于《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018—2002)和《建筑结构用冷弯薄壁型钢》(JG/T 380—2012)中的C形截面,较Lau和Hancock的计算式以及Schafer的计算式精度更高。

铁路正交异性桥面加劲肋-横隔板局部疲劳受力特性研究

正交异性钢桥面因整体性好、承载力强等优势在铁路大跨度桁梁及箱梁斜拉桥、拱桥等桥型中应用越来越广泛,其疲劳特性与公路桥面具有显著的差异。针对铁路正交异性钢桥面加劲肋与横隔板连接处的疲劳敏感区,通过弹性支撑梁理论及闭口薄壁杆件理论分析其局部受力特征,提出了加劲肋疲劳敏感部位面内疲劳应力的解析公式,分析了解析公式中各疲劳影响因素的影响程度及作用机理。基于甬江特大桥——大跨度铁路斜拉桥的钢箱梁正交异性桥面设计了包含2个U肋及2个V肋的正交异性桥面疲劳试验模型,并进行了560万次疲劳加载。研究结果表明:解析公式与有限元分析、试验测试结果相符良好;试验模型测试结果能准确反映疲劳敏感点的应力情况,解析理论则能够反映疲劳敏感点应力的影响因素与规律;在铁路荷载下,加劲肋与横隔板的焊缝长度和加劲肋腹板倾角的增大能够有效降低加劲肋的疲劳应力幅;在铁路正交异性钢桥面板中面积相近、抗弯刚度相等的V肋比U肋具有更好的抗疲劳工作性能。

加劲冷弯薄壁型钢受弯构件屈曲分析

为了研究V形加劲冷弯薄壁型钢槽形截面受弯构件的屈曲荷载,分别对直卷边槽钢、翼缘中间V形加劲直卷边槽钢和腹板及翼缘中间V形加劲直卷边槽钢三种截面形式的受弯构件进行了有限元屈曲分析.研究结果表明,板件中间V形加劲减小了板件的宽厚比,从而大幅度提高了受弯构件的屈曲荷载,板件中间V形加劲直卷边槽钢的屈曲荷载比相同条件下直卷边槽钢的屈曲荷载提高了12％～15％左右.