单轴对称十字型钢混凝土中长柱偏压性能试验研究

为研究单轴对称十字型钢混凝土中长柱偏心受压性能,进行8根单轴对称十字型钢混凝土中长柱偏压试验,分别研究不同加载方向十字型钢偏心率和荷载偏心率对试件破坏模式、侧向挠度、荷载-挠度曲线和极限承载力的影响规律,建立该组合柱正截面受压承载力计算方法。结果表明:根据荷载偏心率的不同,组合柱表现出小偏心受压破坏和大偏心受压破坏两种形态,组合柱截面应变符合平截面假定。正向偏心时,十字型钢偏心率增大,试件极限承载力和变形能力小幅降低;负向偏心时,十字型钢偏心率对发生小偏心受压破坏的试件偏压性能影响较小,发生大偏心受压破坏的试件极限承载力随十字型钢偏心率增加略有提高;荷载偏心率增大,试件初始刚度和极限承载力降低。将单轴对称十字型钢偏于安全地换算成H型钢,采用规范JGJ 138-2016计算换算截面试件偏压承载力,计算结果偏于保守,采用该文提出的方法计算的试件偏压承载力与试验值吻合较好。

单轴对称十字型钢混凝土短柱轴压性能试验研究

为研究单轴对称十字型钢混凝土柱轴压性能,对9根短柱进行轴压试验,试验参数为十字型钢偏心率、混凝土强度、含钢率和配箍率。试验得到试件破坏形态、荷载-变形曲线、应变变化规律,分析了组合柱受力机理及各参数对其轴压性能的影响,基于Mander本构模型,通过划分不同的混凝土约束区,提出该组合柱轴压承载力计算方法。结果表明:试件破坏集中在纵向H型钢偏心方向远侧;型钢、纵筋、箍筋及混凝土协同工作,各种材料强度充分利用;试件轴压承载力和延性随十字型钢偏心率和箍筋间距增大而降低;混凝土强度和含钢率提高,试件轴压承载力提高,但试件延性随混凝土强度提高而显著降低;采用中国JGJ138-2016、欧洲EC4和美国ACI318-14计算的试件轴压承载力均偏低,该文提出的轴压承载力计算方法计算值与试验值吻合良好。

加强上翼缘单轴对称工字型双跨连续钢梁整体稳定性分析

利用有限元分析软件ANSYS,建立了加强上翼缘单轴对称工字型双跨连续钢梁的有限元分析模型,针对集中荷载作用下的双跨连续钢梁的整体稳定性,进行了特征值屈曲分析。结果表明:双跨连续钢梁临界荷载值远高于相应简支钢梁的临界荷载值,双跨连续钢梁的整体稳定性受跨中集中荷载比的影响较大。

基于ANSYS的单轴对称焊接工字形截面残余应力分析

采用ANSYS软件对单轴对称焊接工字形截面的纵向残余应力进行了三维数值模拟,将生热率和"生死单元"技术相结合有效模拟了焊缝金属的熔化、填充和凝固过程。分析时取冷却至70℃时得到的应力为焊接残余应力,研究了翼缘宽厚比对纵向残余应力分布的影响。研究表明:截面上残余拉应力峰值均达到fy;宽、窄翼缘上的残余压应力峰值分别约为0.4fy、0.3fy;腹板残余应力分布曲线呈梯形,靠近宽翼缘一侧和靠近窄翼缘一侧腹板上的残余压应力峰值分别约为0.4fy、0.3fy;随着翼缘宽厚比逐渐减小,宽、窄翼缘和腹板的残余应力峰值逐渐减小,受拉区的分布宽度有增大的趋势。

单轴对称工字形截面悬臂钢梁在横向荷载作用下的整体稳定性研究

考虑自由端作用集中荷载(分别作用于上翼缘、下翼缘)的横向荷载情况,运用有限元程序,对单轴对称工字形截面悬臂钢梁的整体稳定性进行分析,得到悬臂梁弯扭屈曲的临界荷载,并在系列分析的基础上,提出悬臂梁的等效弯矩系数βb、弹性整体稳定系数φb和弹塑性整体稳定系数φb′的计算公式。