铝合金轴心受压构件的整体稳定性研究

影响铝合金轴心受压构件稳定的因素很多,包括材料因素、初始几何缺陷、截面形状、板厚偏差、力学缺陷等.本文介绍了国外规范中关于铝合金轴心受压构件整体稳定性的设计方法,并且介绍了国内在这方面的研究成果.针对轴心受压构件的整体稳定性,采用ABAQUS有限元计算,并且把计算的结果和国内学者的研究成果进行比较,说明了有限元研究的可行性.最后为铝合金轴心受压构件稳定性的研究提出了一些建议.     

铝合金轴心受压构件的整体稳定性研究

影响铝合金轴心受压构件稳定的因素很多，包括材料因素、初始几何缺陷、截面形状、板厚偏差、力学缺陷等。本文介绍了国外规范中关于铝合金轴心受压构件整体稳定性的设计方法，并且介绍了国内在这方面的研究成果。针对轴心受压构件的整体稳定性，采用ABAQUS有限元计算，并且把计算的结果和国内学者的研究成果进行比较，说明了有限元研究的可行性。最后为铝合金轴心受压构件稳定性的研究提出了一些建议。     

矩形钢管混凝土短柱受压承载力计算

在实验基础上，比较了矩形钢管混凝土轴心受压和偏心受压构件应用方钢管混凝土构件在GJB(2000)中轴压和压弯构件承载力的计算公式的差异；提出了在方钢管混凝土轴压承载力计算公式基础上的修正公式，即将原公式中的约束效应系数考虑截面长宽比的影响后乘以折减系数0．9．修正公式可供矩形钢管混凝土轴心受压柱参考．     

受压构件偏心距增大系数η的计算

针对现行规范中受压构件偏心距增大系数η的计算公式在应用方面存在的某些不足,采用有限元迭代法并考虑二阶弯矩的影响,得出在不同端弯矩和约束条件下偏心受压构件任意截面处侧向挠度f与相应的η计算公式.经过校核,证明该方法概念清晰,计算结果可靠、合理,可在实际工程中应用.     

铝合金圆管轴心受压构件稳定系数的试验研究

针对网格结构的发展方兴未艾、极具活力，而铝合金圆管型截面构件在网格结构中的应用又日渐广泛的特点，通过时目前研究较少的细长(长细比λ=69．4～194．3)铝合金圆管型截面轴心受压构件稳定性的试验研究，得到构件的极限稳定承载力，应用最小二乘法原理拟合出构件的λ-φ曲线及相应的计算公式．经与几种常见公式的计算结果对比，该公式的计算结果与试验结果吻合较其它公式的计算结果好，离散性小，所以构件的λ-φ曲线及相应的计算公式可以用于铝合金圆管型截面轴心受压构件的设计中。     

钢管（高强）混凝土轴压稳定承载力研究

采用考虑构件具有千分之一杆长的初挠度,利用对偏压构件承载力的计算方法分析钢管（高强）混凝土轴心受压构件的稳定承载力,推导了稳定系数的计算公式,理论分析结果与试验结果吻合良好。     

钢筋混凝土轴心受压柱增大堆截面加固中的强度折减系数取值分析

讨论了钢筋混凝土轴心受压构件增大截面加固中的强度折减系数，提出了一种确定加固截面强度折减系数的方法，影响这一系数的因素很多，轴压比是关键因素，原柱截面的配筋率也必须考虑。     

Ⅰ字形轴心受压钢构件设计简化方法

利用轴心受压构件φ曲线的最小二乘法拟合公式,根据轴心受压构件的整体稳定条件,导出轴心受压焊接组合工字形钢构件长细比λ的简化计算公式,进而总结出一种轴心受压钢构件的简化设计方法。利用该方法可直接计算适用长细比λ,确定截面尺寸,可一次性完成,步骤简洁,适用性强,具有一定的实用性,可供广大设计人员参考。     

核心混凝土徐变对钢管混凝土轴心受压构件的影响分析

当核心混凝土产生徐变时，会出现内力重分布现象，使钢管和混凝土的模量发生变化。中通过研究钢管混凝土徐变的特点，分析了核心混凝土徐变对钢管混凝土轴心受压构件强度和稳定性的影响，并提出在不同条件下如何考虑徐变对轴心受压构件稳定承载力的影响。     

箱形截面铝合金压弯构件截面影响系数研究

对箱形截面铝合金压弯构件的平面外稳定承栽力进行了参数分析,建议截面影响系数η对于弱硬化合金和强硬化合金均取为0．7,这样可使相关公式的计算结果较为合理地满足设计要求。     

焊接铝合金柱承载力研究

铝合金作为一种新型结构材料,在现代建筑中得到了越来越广泛的应用。国内目前关于挤压型材已经进行了大量研究[1],但有关焊接铝合金构件的研究很少。由于铝合金焊接后受焊接热影响较大,试件中除了产生残余应力,在焊缝附近的局部区域材料强度还将大大降低,该区域被称为热影响区(HAZ)。而对于钢结构,由于其热导率比铝材小得多[2],因此只有高强钢才可能产生强度降低的热影响区,而且其强度的降低没有铝合金显著,热影响区的宽度也比铝合金小得多。这将使得铝合金受压杆件的承载力研究变得更为复杂。为此,本文对贴脚焊工字型铝合金中心受压杆件进行了试验研究,并将试验结果同即将颁布的国家标准《铝合金结构设计规范》及《欧洲铝合金结构设计规范》(EC9)进行了比较。研究表明,通常情况下,对于贴脚焊构件,《规范》结果和试验结果吻合较好。     

钢骨-方钢管混凝土轴压柱稳定承载力分析

钢骨-方钢管混凝土柱是一种组合柱设计模式,采用切线模量理论对该组合柱轴向受压稳定承载力进行分析.以核芯混凝土、方钢管和钢骨的应力-应变模型为基础,通过纵向变形协调和内外力平衡条件建立组合柱切线模量临界载荷的计算方法.由于核芯混凝土的应力-应变模型包含了方钢管的约束作用,因此该方法体现了组合柱中钢与混凝土之间的相互影响.7组轴心受压钢骨-方钢管混凝土长柱和41组方钢管混凝土长柱的试验结果表明,该方法可对轴压组合柱的稳定承载力给出良好预测.     

钢-混凝土组合框架柱的稳定设计方法

针对钢-混凝土组合框架的特点,利用考虑滑移影响的组合梁等效刚度计算方法,考虑组合楼盖的组合效应、组合梁与柱的实际约束程度以及节点的半刚性连接特征等因素,推导出有侧移和无侧移半刚性组合框架柱组合梁的刚度修正系数,提出了有侧移及无侧移组合框架柱的稳定设计方法。算例分析结果表明,该设计方法有效地利用了组合效应和节点的延性,具有较好的经济效益。     

轴力作用下基于子结构模型的约束PEC柱耐火极限研究

利用有限元软件ABAQUS,建立了包含部分梁、柱的约束PEC柱子结构温度场和力学分析模型,应用约束PEC柱的抗火试验数据验证了模型的合理性。采用上述模型分析了轴力比、轴向约束刚度、约束梁跨度、柱长度以及梁上荷载大小对轴力作用下约束PEC柱耐火极限的影响规律,并建立了该类构件的耐火极限简化计算公式。结果表明,轴力比和柱长度对轴力作用下约束PEC柱的耐火极限有较大影响,而轴向约束刚度、约束梁跨度及梁上荷载的影响很小;轴力比是影响柱耐火极限的重要参数,耐火极限随荷载比的增大迅速降低。给出的耐火极限计算公式可供约束PEC柱耐火设计参考。     

钢管混凝土组合柱受剪承载力分析模型

目前,有关钢管混凝土组合柱构件受剪承载力的试验研究、理论模型及计算方法尚少。为此,基于组合柱受剪试验研究,探讨桁架-斜压场理论用于计算受剪承载力的适用性,并与中国规范T/CECS 188、美国规范AISC、欧洲规范EC4进行对比分析。其中修正桁架-斜压场模型是基于管内外混凝土不同约束条件,以钢管为界划分构件截面区域,提出能够考虑轴压力作用下,钢管约束对管内混凝土强度影响的受剪承载力计算方法。研究表明：桁架-斜压场理论分析方法的计算结果与36组试验数据吻合度高,不仅能够较好反映组合柱构件的受剪机理,且模型计算敏感性受剪跨比、体积配箍率、混凝土强度、轴压比、套箍指标和钢管径厚比等变化参数的影响不大,绝大部分试件的计算值与试验值比值介于0.85~1.15;采用中国规范T/CECS 188计算值普遍低于试验值,未能准确预估构件的实际承载力;采用美国规范AISC、欧洲规范EC4的计算值的离散性较大。     

各国规范铝合金轴压构件局部稳定设计方法对比

目的研究各国规范中铝合金受压构件局部稳定性设计方法的异同,为铝合金受压构件设计提供依据．方法笔者对中国《铝合金结构设计规范》GB50429—2007、欧洲规范EN1999—1—1：2007、美国铝合金设计手册、澳大利亚／新西兰规范AS／NZS1664中受压构件局部稳定设计方法进行了对比分析,并通过有限元软件ANSYS验证各设计方法的准确性．结果对于中国规范、欧洲规范、美规和澳规,加劲板件局部屈曲承载力的计算结果比有限元计算结果高,分别高10％、11％、9％和6％;非加劲板件局部屈曲承载力计算结果比有限元计算结果低,分别低13％、13％、12％和15％．结论中国规范和欧规的设计方法基本一致,美规和澳规的计算方法基本一致;各规范中的设计方法会高估加劲板件的局部屈曲承载力,而低估非加劲板件的局部屈曲承载力．     

实腹式压杆稳定设计的直接荷载法

直接以欧拉临界力为基础，建立起压柱新的截面设计稳定条件，拼弃了按传统设计的折减系数法。并考虑了残余应力对压柱的实际影响，用直接荷载法对压柱截面尺寸进行了设计，该方法避免了多次的重复试算工作，通过算例显示了其简捷的优越性。     

单调轴压荷载下考虑尺寸效应的FRP加固混凝土圆柱应力-应变关系

为了研究尺寸效应对纤维增强复合材料（FRP）加固混凝土圆柱轴压性能的影响,在修正尺寸效应律公式的基础上,推导了反映尺寸效应的FRP加固混凝土圆柱的极限强度计算公式,提出了简化的应力一应变模型,并与收集到的各国试验结果进行了比较。研究结果表明：模型计算结果与试验结果吻合较好;该模型能够反映尺寸效应对极限强度的影响。     

考虑蠕变效应的钢柱高温承载力计算方法

高温蠕变对火灾下钢构件的内力和变形影响较大,现行《建筑钢结构防火技术规范》（GB 51249-2017）中未考虑蠕变对钢柱高温承载力的影响。采用ANSYS软件分析考虑蠕变后钢柱在高温下的受力性能,并与钢柱的抗火试验进行对比,发现考虑蠕变的钢柱有限元模拟结果与试验数据吻合更好。利用验证的有限元模型进行参数分析,结果表明：考虑蠕变效应后,钢柱的高温承载力受初始缺陷（残余应力、初弯曲、初偏心）、弯曲方向、荷载比、长细比、升温速率的影响较大,受截面形式和钢材屈服强度的影响较小。给出了考虑蠕变效应后计算钢柱高温承载力的简化方法。     

纤维编织网增强混凝土加固混凝土柱轴压性能的研究

为进一步探究纤维编织网增强混凝土（Textile reinforced concrete, TRC）加固混凝土柱的轴心受压性能,本文研究了纤维编织网层数、纤维编织网搭接长度及使用短切纤维改性精细混凝土作为TRC基体等因素对TRC加固混凝土柱轴心受压性能的影响。结果表明：TRC加固素混凝土方柱的破坏形态和延性得到改善,承载力提高幅度达17.32%;对于TRC加固RC柱,纤维编织网搭接长度、短切纤维改性精细混凝土对TRC约束效果影响不明显,但随着纤维编织网层数的增加,TRC约束效果明显提高,TRC加固RC柱的延性得到改善,承载力提高幅度最高可达14.74%。文中最后对TRC加固RC柱的极限承载力计算公式进行推导,并给出计算模型。研究结果可为TRC加固混凝土柱的工程应用提供参考。