加劲肋对波形钢腹板组合箱梁的抗扭性能影响研究

通过MIDAS FEA建立波形钢腹板组合箱梁的有限元模型,研究了加劲肋的宽度、厚度、布置的数量以及布置方式对波形钢腹板组合箱梁抗扭性能的影响。结果表明:波形钢腹板插入加劲肋可以对波形钢腹板组合箱梁的抗扭性能有较大提高;增大加劲肋的板厚、板宽以及增大加劲肋布置的数量可以提高波形钢腹板组合箱梁的抗扭性能;相同宽度、高度、厚度的波形钢腹板加劲肋,采用双面布置会降低波形钢腹板组合箱梁的抗扭性能。     

加劲肋在大宽厚比方钢管混凝土柱中的应用

当方钢管混凝土柱宽厚比较大时,需要考虑管壁局部屈曲导致的截面部分失效。沿管壁纵向布置加劲肋有助于解决此问题。通过对带加劲肋钢板的屈曲系数k值的变参数分析,得出加劲肋尺寸对k值的影响,并建议选择加劲肋需要满足的两个条件。给出大宽厚比情况下等距布置加劲肋的步骤和验算方法。     

空间大跨度钢盖板有限元分析

空间大跨度结构板因其受荷面积较大在结构设计过程中面临承载力与正常使用极限状态双重难题,合理布置加劲肋能够有效解决应力与跨中挠度超限问题。本文通过改变空间大跨度钢盖板通长加劲肋布置的方向、数量,以有限元分析的方法,对比分析得出,沿双向板短边方向布置通长加劲肋,在跨中加密布置通长加劲肋,减少沿长边方向加劲肋数量,既能确保应力与挠度满足规范要求,又能减小用钢量,对于空间大跨度钢盖板设计具有重要的指导意义。     

开口肋加劲板屈曲模态与临界屈曲应力分析

为更好掌握开口肋加劲板的设计计算方法,采用弹性稳定分析方法,对无纵向和横向加劲肋的四边简支板、纵向加劲肋等间距布置的四边简支加劲板、纵向和横向加劲肋等间距布置的加劲板进行屈曲模态和临界屈曲应力分析。结果表明:对于四边简支板或四边简支加劲板,临界屈曲应力与板宽、板长和板厚均有关,减小板宽和板长以及增大板厚可提高临界屈曲应力;随着加劲肋刚度比的变化,四边简支加劲板一般表现出3种屈曲模态,模态1为加劲肋与被加劲板共同发生整体屈曲,模态2为在加劲肋处形成波节,加劲肋与被加劲板发生屈曲,模态3为加劲肋为刚性加劲肋,不会发生失稳,只有被加劲板发生局部失稳;临界屈曲应力随加劲肋刚度比的增大而增大,模态1增大幅度最大,模态2次之,模态3逐步趋于定值。     

加劲肋布置方式对外露式柱脚受力性能的影响分析

利用ANSYS有限元程序,建立了4个锚栓和6个锚栓的外露式钢柱脚,通过改变加劲肋的布置方式,对比分析加劲肋的布置方式对外露式钢柱脚的力学性能影响.     

设置加劲肋圆钢管T型相贯节点面内抗弯承载力试验研究及模拟分析

为提高相贯节点的承载力和疲劳寿命,在节点区域设置加劲肋,开展设置加劲肋T型圆钢管相贯节点面内抗弯承载力的试验研究,探讨了设置加劲肋T型相贯节点的破坏模式、应变发展规律和抗弯承载力特性;试验中主管受压侧加劲肋附近应变发展较快,当节点荷载临近极限承载力时,节点主管受压侧加劲肋附近发生明显凹陷的局部屈曲,同时加劲肋发生面外弯曲失稳;设置加劲肋节点面内抗弯承载力比无加劲肋节点承载力明显提高,说明设置加劲肋后有效提高了节点抵抗变形的能力,增加了节点的刚度和强度,使节点承载力有大幅度的提升。同时,开展相贯节点的非线性有限元模拟,分析得到节点的失效模式、承载力与试验均吻合较好。基于非线性有限元模拟,考察加劲肋布置方式对抗弯承载力的影响,提出了合理的加劲肋布置方式。     

考虑加劲及开孔的薄钢板稳定性

应用有限元软件ANSYS对烟道、选择性催化还原(SCR)反应器及支架进行整体结构静力分析,选取反应器上变形最大的侧壁板及有矩形大开孔的壁板作为研究对象,分别研究了加劲形式及开孔对薄钢板稳定性的影响。结果表明:对于单向受压的加劲板,现有的加劲肋设计方法满足稳定性的要求;在其他条件相同、板受单向均布压力时,加劲肋截面面积相同的条件下,配置L型加劲肋时板的稳定性比配置T型加劲肋的板更强;矩形大开孔改变了板的应力分布,在开孔的周边容易出现失稳现象,随着开孔的增大,板的临界屈曲特征值呈线性降低,但在开孔周边布置加劲肋能有效防止开孔周边板的失稳;相同截面面积的L型加劲肋对板的约束能力比T型加劲肋强;开孔会降低板的承载力,但开孔周边适当添加加劲肋能较大程度提高加劲板的临界屈曲特征值。     

带型钢加劲肋的钢板-混凝土组合板的试验

基于临时应急和长期使用相结合的特殊需要,提出了带型钢加劲肋的钢板-混凝土组合板这一新型组合板,型钢加劲肋分别采用工字钢、矩形钢管和由工字钢剖分而成的T形钢三种形式。以加劲肋形式、组合板厚度和栓钉布置为参数,进行了9块组合板的力学性能试验。结果表明,通过适当地选择型钢加劲肋形式、合理地布置栓钉和确定混凝土厚度,可以保证钢承板和混凝土组合作用的发挥。     

钢板剪力墙任意布置单侧加劲肋的等效刚度

对任意布置纵向单侧加劲肋的钢板剪力墙单向轴压下的屈曲性能进行研究。采用隔离体分析法,把加劲肋和被加劲钢板离散成独立个体进行受力分析,考虑加劲肋扭转和剪切变形的影响,同时加劲肋和钢板在连接线处需满足变形协调条件,求得单侧加劲板单向轴压下的屈曲临界方程,对比双面对称加劲板的屈曲临界方程,获得单侧加劲肋等效为双面对称加劲肋的等效抗弯刚度和等效抗扭刚度的解析表达式,进而获得被加劲板参与加劲肋工作的有效宽度表达式。与有限元模拟结果进行分析比对表明,公式具有良好精度,适用于任意开口和闭口截面的单侧加劲肋板。通过单侧加劲肋的等效刚度表达式,可以把单侧加劲问题转化为双侧加劲问题。     

加劲肋布置方式对刚接柱脚力学性能的影响

柱脚是连接上部结构与基础的重要部分,在此着重研究加劲肋的布置方式对柱脚力学性能的影响,通过4个有限元模型的分析计算结果,包括柱脚抗弯极限承载力、弹性刚度和各构件的应力云图及变形,从而提出合理的加劲肋布置方式。     

北京新机场航站楼C形柱复杂钢管相贯节点受力性能研究

以北京新机场航站楼C形钢柱典型复杂钢管相贯节点为研究对象,设计了9个足尺节点,对其进行空间静力加载试验,研究不同加劲肋设置、钢材强度和加载方式对节点受力性能的影响。结果表明：未设置加劲肋的节点承载力较低,无法满足结构安全需求;采用Q345C钢材设置加劲肋的节点在设计荷载作用下有部分区域会进入塑性工作状态;采用Q460GJC钢材设置加劲肋的节点能够在1.4倍设计荷载作用下保持完全弹性工作状态;不同的加载方式仅对未设置加劲肋的节点影响较大,对设置加劲肋的节点影响较小。在试验研究基础上,对节点破坏模式和承载能力进行了研究,对加劲肋的设置进行优化,以设置三道加劲肋为优。     

无肋法兰盘节点的研究与应用

法兰盘是钢管结构常见的连接形式 ,目前常用的加劲肋法兰盘连接施工复杂 ,影响结构外型美观。采用无肋法兰盘连接 ,在一定程度上弥补了上述不足。基于力学原理 ,导出无肋法兰盘的计算公式 ,并通过有限元法和试验加以验证。在分析过程中 ,考虑了螺栓对法兰盘的加劲作用 ,并给出该类节点的使用范围。工程实例表明 ,采用无肋法兰盘连接形式 ,可以简化施工 ,节约钢材。     

铝单板加强肋布置及受力的分析

背面含有加强肋（用铝焊钉固定在铝单板背面）的铝单板金属幕墙承受垂直于板面的均布荷栽时,加强肋的布置及在加强肋固定周围分布着较大的集中应力,显著影响着金属幕墙的承载能力及其加强肋的稳固性。目前国内对于此方面的研究尚不多见,本文利用有限元方法求解加强肋的布置及在加强肋固定周围的最大应力,讨论了加强肋的布置对于铝单板承载能力的影响,为金属幕墙的设计提供理论依据。     

超窄桁式加劲梁悬索桥有限元分析

以某超窄桥面桁式加劲梁悬索桥为例,重点针对带有钢管混凝土桥塔的超窄桥面桁式加劲梁悬索桥进行结构有限元分析,并给出具有一定价值的结论,分析成果为今后超窄桁式加劲梁悬索桥结构设计提供了指导。     

Tension stiffening model for nonlinear analysis of GFRP-RC members

An analytical approach is presented to capture the tension stiffening effect of reinforced concrete member subjected to tensileforces. In this model, the tensile stiffening is described through an analytical relationship of stress–strain law in the cracking range which differs from the CEB-tension stiffening model that is based on the stress–strain curve of reinforcing bars using a bi-linear relationship. The bi-linear relation does not quite capture the post-cracking behaviour of reinforced concrete structures. In view of this, a parabolic branch is selected in the post-cracking phase possessing as asymptotic line to the stress–strain line of the bare bar that minimises the tension stiffening effect at the ultimate load level. This assumption is taken into account in view of material nonlinearities, the bond character and the tension stiffening effect. Analytical results are obtained and compared with experimental data for direct tensile load. In general, the computed results agree well with experimental results. Moreover, the effects of concrete strength, reinforcement ratio and bar diameter on tension stiffening are studied.     

钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁外加强环节点抗震性能试验研究

针对实际工程设计中的钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁外加强环节点,对其进行抗震性能试验研究。以3个不同外加强环形式的平面中节点的低周反复荷载试验为基础,结合有限元分析,对节点的承载力、刚度、延性、耗能能力、变形性能以及外加强环的应变分布规律进行分析。研究结果表明：不同外加强环形式的试件在梁端往复荷载作用下的破坏过程和破坏模式基本一致,试件的整体滞回性能和承载力、刚度退化规律也很相近,外加强环应变分布规律基本相同,均具有良好的承载力、延性及耗能能力。基于研究结果,对采用外加强环的钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁节点的构造措施提出了建议。     

Shrinkage influence on tension stiffening in concrete members

Most known tension stiffening relationships have been derived using test data of shrunk reinforced concrete members. Therefore, tension stiffening was coupled with shrinkage effect. The paper discusses the influence of shrinkage and accompanying creep on tension stiffening of tension and bending concrete members subjected to short-term loading. Based on numerical experiments, a simple transformation formula has been proposed for eliminating shrinkage from tension stiffening relationships of tension and symmetrically reinforced bending members. For asymmetrically reinforced members, a more sophisticated procedure based on the earlier proposed inverse technique has been applied. Using experimental moment–curvature diagrams, the tension stiffening relationships were iteratively calculated for the extreme tensile concrete fibre. The shrinkage effect was eliminated by assuming a reverse shrinkage strain. Based on the proposed techniques, free-of-shrinkage tension stiffening relationships were derived from shrunk tension and bending RC members reported in the literature.     

柔性法兰连接节点研究初探

法兰盘是钢管结构常见的连接形式。目前常用的刚性法兰连接施工复杂，焊接残余应力难以预计，而且耗材增加。采用柔性法兰连接，在一定程度上弥补了上述不足。基于力学原理，导出柔性法兰的计算公式，并通过有限元分析加以验证。在分析过程中，考虑了螺栓对法兰盘的加劲作用，并给出该类节点的使用范围。工程实例表明，采用柔性法兰连接形式，可以简化施工，节约钢材。     

非加劲钢板墙结构研究

针对非加劲墙板的研究现状,首先介绍了非加劲墙板的两种类型,即厚墙板及薄墙板,其次结合工程应用对非加劲墙板的理论进行了研究,最后描述了非加劲墙板的主要性能,包括力学性能和使用性能,为该结构的进一步研究提供参考。