变截面开口薄壁钢箱稳定性分析

从薄板基本理论出发,利用单块板的平衡状态,将基本方程建立在变形后的结构上,用假想荷载法推导出了薄壁构件弯扭平衡微分方程;以变截面开口薄壁钢箱为研究对象,用有限元软件ANSYS对大量不同尺寸的结构进行了屈曲分析。研究发现:受竖向均布荷载作用下变截面悬臂开口薄壁钢箱有3种基本屈曲形态,即板件的局部屈曲、截面的畸变屈曲和构件的整体屈曲;随着结构尺寸的变化,一阶屈曲形式也在发生变化,并且呈一定的规律。

基于二阶假想荷载法的直接分析法研究

《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)加入了直接分析法这一新的内容,此类方法重要的一环是对初始缺陷的考虑。重点总结归纳了中国、美国、欧洲的现行钢结构规范所推荐且运用方便的“假想荷载法”的基本原理。从假想荷载法的不足出发,针对《钢结构设计标准》(GB 50017—2017),令具有初始几何缺陷的轴压构件的最大二阶弯矩等效于受假想力作用的理想轴压构件的最大二阶弯矩,推导出了使用假想力来考虑初始缺陷的“二阶假想荷载法”的计算式,并从理论出发定义了计算式的物理量以及二阶假想荷载的施加方式。用直接分析法软件NIDA对经典算例进行二阶弹塑性分析。通过对比不同规范的计算结果,验证了该方法的可靠度以及“假想荷载法”的不足,让传统的设计理念更好地和直接分析法衔接起来,推动新设计方法的应用。

美标直接分析法的应用

直接分析法立足于反映结构体系的真实响应,是比较精确的稳定分析方法,逐渐成为各国规范中稳定分析的主要方法,越来越广泛地被工程师采用。本文基于《美国钢结构规范》(ANSI/AISC 360-10)[1](简称钢规),对美标中主要稳定分析方法的应用进行了总结;针对钢结构的通用稳定要求,在直接分析法中逐条给出了解决方法,明确了主要的参数设置,以及在程序中如何实现。通过一个经典的算例,让工程师能更直观地理解直接分析法的应用。

弯曲型支撑-框架的假想荷载法

为避免在钢结构设计中逐一去确定框架柱的计算长度,该文提出了一种应用于弯曲型支撑框架的假想荷载法。将假想荷载作用于框架楼层,配合二阶弹性分析,考虑材料非线性、残余应力和初始几何缺陷,研究了多种几何和荷载条件下的弯曲型支撑框架模型,分析了一系列模型的极限承载力,提出了统一的假想荷载系数以及假想荷载的近似公式,无论是有水平荷载或无水平荷载,无论是等截面还是变截面,其结果与有限元结果都符合较好。