具有多道弹性支撑杆的钢柱稳定计算

采用平衡法或能量法对设有二至四道弹性支撑杆的轴压钢柱的稳定性能进行分析,得出不同屈曲波形的柱弹性临界荷载的简化计算公式.和弹性临界荷载相对应的计算长度系数可以用于轴压和压弯钢柱的设计计算.综合以上结果,进一步导出有多道弹性支撑杆的柱弹性临界荷载的统一近似公式,既可用于二至四道弹性支撑杆的工况,也适用于道数更多的工况.此外,还讨论了支撑杆应满足的要求,包括刚度、承载力和隅撑设置,并强调考虑杆件几何缺陷的必要性.     

几何非线性对压杆蠕变屈曲临界时间的影响

采用非线性蠕变本构关系和夹层模型,对具初始缺陷压杆蠕变屈曲进行了几何非线性和几何线性分析,结果表明:几何非线性对蠕变后屈曲路径和临界时间有一定的影响,当初始挠度与载荷较小时,几何非线性对蠕变屈曲临界时间的影响可以忽略不计。     

弹性支撑阶梯柱侧向位移与稳定性的精确分析

为了得到平面内弹性支撑阶梯柱刚度与稳定性问题的精确解,对箱形阶梯柱平面内受力模型进行了合理等效。基于纵横弯曲理论,建立了弹性支撑条件下变截面阶梯柱挠曲微分平衡方程,结合边界条件,得到了任意阶变截面阶梯柱端部挠度及结构失稳特征方程的精确递推表达式,从而给出工程中起重机常用节数箱形伸缩臂平面内失稳特征方程的显式表达。将所得的计算结果与ANSYS软件细分单元后的计算结果进行比较分析,验证了推导公式的正确性,从而为工程设计提供了简单、快捷、精确的变截面阶梯柱变形与屈曲临界力确定方法。     

考虑横向剪切变形简支矩形中厚板的屈曲分析

基于考虑横向剪切变形中厚板的几何方程、物理方程及平衡方程,建立关于一个中面挠度和两个中面转角为独立变量的中厚板大挠度弯曲的位移型控制微分方程,从而获得中厚板小挠度屈曲的位移型控制微分方程.该方程退化为薄板屈曲的控制微分方程的正确性说明推导过程的正确性及一般性.文中中厚板小挠度屈曲的位移型控制微分方程是一个六阶耦合微分方程,对其使用双重三角级数并作为广义坐标,将两个中面转角解耦为中面挠度的函数,进一步建立中厚板小挠度屈曲的特征方程,从而借助MATLAB工具得到简支矩形中厚板小挠度屈曲的临界荷载表达式,最后应用MATLAB工具通过临界荷载表达式获得临界荷载系数的曲线,整个求解过程简便,且其曲线退化后符合经典的薄板临界荷载曲线.     

有限扭转对箱形截面短柱轴压受力性能的影响

为研究具有有限扭转的箱形截面短柱轴压受力性能,对其进行了弹性屈曲分析和非线性分析。揭示了初始扭转对轴压短柱中板件的荷载条件、边界条件、局部应力分布特点造成的影响：在弹性状态下,非加载边上存在弯曲约束和横向膜应力,加载边上平行加载方向的截面应力分布不均。指出了箱形截面短柱轴压刚度和极限承载力随相对扭转角增大而增大的一般规律,箱形截面短柱极限承载力对于较小相对扭转角的不敏感性,以及破坏模式同相对扭转角大小的相关性,即很大的相对扭转角会导致破坏模式由局部屈曲转变为局部的强度破坏。     

我国高等教育市场失灵的表现、原因及其对策

采用非线性蠕变本构关系和夹层模型，对具初始缺陷压杆蠕变屈曲进行了几何非线性和几何线性分析，结果表明：几何非线性对蠕变后屈曲路径和临界时间有一定的影响，当初始挠度与载荷较小时，几何非线性对蠕变屈曲临界时间的影响可以忽略不计。     

新型轻钢龙骨组合墙柱体系的轴压屈曲荷载

冷弯薄壁型钢小桁架体系是一种新型的轻钢龙骨结构体系,构成承重骨架的基本单元——冷弯薄壁型钢小桁架,由冷弯薄壁方(矩形)钢管通过标准的V型连接件和自钻螺钉连接形成。这种体系的竖向承重构件为冷弯薄壁型钢小桁架墙柱和覆盖在墙柱两侧的墙板构成的组合墙柱体系。考虑墙板对墙柱的蒙皮支撑效应,建立了双侧有相同墙板材料的墙柱体系在轴向荷载作用下的总势能方程,采用里兹法导出了墙柱体系在2种屈曲模式下的轴压弹性屈曲荷载。采用有限元软件对于墙体进行了屈曲分析,得到的屈曲模式和屈曲荷载与计算结果比较吻合。给出的公式可用于双侧有相同墙板材料的墙柱体系的轴压弹性屈曲荷载计算。     

预应力撑杆柱整体稳定性能的数值分析

在正确定义单元类型、实常数和边界条件等基础上,采用有限元分析软件ANSYS建立预应力撑杆柱的有限元模型,对单横隔预应力撑杆柱在平面内的对称和反对称的2种屈曲模态进行数值分析。采用有限元软件ANSYS对预应力撑杆柱和无预应力柱进行弹性屈曲分析并与已有文献的分析结果进行对比以验证有限元模型的正确性;对预应力撑杆柱进行扩展参数分析,分析预应力撑杆柱的横撑杆长度h、预应力T及横撑杆直径D_s等主要影响参数对其弹性屈曲荷载的影响。研究表明:当预应力撑杆柱发生对称屈曲时,其弹性屈曲荷载N_cr随着横撑杆长度h的增大而增大,与横撑杆直径D_s无关;当预应力撑杆柱发生反对称屈曲时,其弹性屈曲荷载N_cr随着横撑杆直径D_s的增大而增大,而横撑杆长度h对其影响较小;预应力撑杆柱的2种屈曲模态的弹性屈曲荷载N_cr随着预应力T的增大而增大,当预应力T超过某个临界最优值T_opt时,弹性屈曲荷载N_cr随着预应力T的增大而减小。     

截面长宽比对矩形钢管高强混凝土轴压构件的影响

基于21根轴压短柱和6根轴压中长柱的实验结果,分析了截面长宽比在1.0～1.6的范围内变化时对构件力学性能的影响.从实验结果中可以看出,截面长宽比对轴压构件极限承载力和弹性阶段刚度的影响很小,可以忽略不计.轴压短柱的实验结果表明,含钢率较高时,在达到极限承载力之前,矩形截面长边的纵向应力-应变关系曲线及纵向应力-横向应变关系曲线与短边的基本重合,截面长宽比越大构件的延性越差;含钢率较小时,构件在达到极限承载力之前就表现出剪切形破坏的趋势,截面长宽比越大越容易发生局部失稳现象.截面长宽比对轴压构件荷载,跨中挠度曲线和相对跨中挠度的影响不大.     

常荷载偏心下有初曲槽形截面的屈曲后性能研究

本文从Marguerre平板大挠度应力协调方程出发，采用柱稳定函数作为位移函数，应用半解析法对有初曲薄壁槽形截面在常荷载偏心下的屈曲后性能进行了理论计算，得到了屈曲后平衡路径，理论与试验结果符合较好。     

三角形横向荷载作用下的简支梁弯曲分析

某些梁或立柱杆件同时受纵、横两个方向的载荷作用,因横向荷载引起的弯曲挠度使截面形心偏离原位置的距离较大,这时轴力引起的弯矩对构件的强度和稳定性计算来说就不容忽略.目前对横向荷载为均布荷载作用时最大挠度和弯矩的数值和位置已有讨论,对三角形横向荷载作用时横梁或立柱的最大挠度和最大弯矩位置和数值的确定还需深入研究.首先以简支梁为例,推导出横向荷载为三角形横向荷载时梁的最大挠度和弯矩数值和位置的计算公式,然后以水闸结构中的胸墙为例,阐述导出公式的具体运用方法,在水利工程实践中具有重要的意义.     

细长压杆临界压力欧拉公式的另一种统一推导

利用细长压杆微小弯曲的平衡条件和曲率计算公式,得到了统一的压杆转角方程和挠曲线方程,并将其用于几种常见支承条件的细长压杆,方便地求得了相应压杆的临界压力欧拉公式。     

Submarine Pipeline Lateral Global Buckling and Buckling Failure Critical State Discussion

深海高温管线水平向整体屈曲破坏临界状态分析

洪兆徽, 刘润

（天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津 300072）

创新点说明：

1） 在分析国内外已有土体对水平向运动管线的约束力模型的基础上,通过室内模型试验,改进和修正了土体约束力计算方法,建立了随水平向位移变化的动态土体约束力模型;

2）在有限元分析中引入动态土体阻力模型,基于更为真实的管土相互作用接触本构上对管线的整体屈曲和破坏进行了分析;

3）研究了管线的水平向整体屈曲和破坏极限,探究了不同形式破坏下的差异。

关键词：深海管线;水平向整体屈曲;管土相互作用分析;数值模拟研究;后屈曲临界状态

     

运动荷载作用下弹性地基无限长板动力响应

为分析道路结构在交通荷载作用下的变形和应力，提出了运动荷载作用下弹性地基板动力响应的解析方法.该方法基于Winkler地基上无限长的Kirchhoff薄板理论，运用积分变换和三角函数级数展开法求解，分别得到了结构在运动荷载作用下的变形和应力的解析解.通过数值方法分析了板的变形和应力的空间变化规律，并讨论了荷载运动速度、板和地基的物理特性参数对板的变形和应力的影响.研究结果表明，板的变形受荷载运动速度、地基模量和板的厚度影响显著.在荷载速度较大时，板的变形将出现明显波动现象，板的变形随地基模量增大而明显减少.     

细长钢筋砼柱偏心受压的破坏荷载

直接从砼柱的平衡给出柱中性轴挠度，采用数值法计算细长钢筋砼柱偏心受压的破坏荷载．该方法直接考虑了材料和几何非线性，以及钢筋和砼协同工作时柱截面中性轴的变化，其结果合理、可靠．     

牛顿谐波平衡法求解Euler杆大挠度屈曲问题

研究Euler杆大挠度屈曲问题。将牛顿法与谐波平衡法组合起来,针对控制方程,分别建立了以杆端转角形式表示的屈曲载荷及最大挠度的解析逼近公式。求解过程中只需解线性方程组就能构造出屈曲载荷及最大挠度的解析逼近公式。几乎在自变量的全部取值范围内,给出的公式都有很高的逼近精度。     

GFRP 筋混凝土短柱偏压性能试验研究

进行了3组玻璃纤维增强复合材料（GFRP）筋混凝土短柱偏心受压破坏试验,对GFRP筋混凝土偏心受压柱的破坏形态、侧向挠度、内部筋体应变与混凝土表面的应变等试验结果进行了分析。结果表明：GFRP筋混凝土柱的破坏形式为受压破坏,随着初始偏心距的减小,GFRP筋混凝土柱的承载力有增大趋势;GFRP筋作为受压筋与混凝土的协同作用良好,且试件加载时的初始偏心距越小,混凝土与GFRP筋的协同作用越好;GFRP筋有较好的抗压性能,作为受力筋应用到混凝土受压构件中有很大的优越性。     

Statistical damage constitutive model for concrete materials under uniaxial compression

According to the damage mechanism of concrete material during the uniaxial compressive failure process,this paper further establishes the statistical damage constitutive model of concrete subjected to uniaxial compressive stress based on the statistical damage model under uniaxial tension. The damage evolution law in the direction subjected to pressure is confirmed by the tensile damage evolution process of lateral deformation due to the Poisson effect,and then the compressive stress-strain relationship is defined. The peak nominal stress state and the critical state occurring in the macro longitudinal distributed splitting cracks are distinguished. The whole loading process can be divided into the even damage phase and the local breakage phase. The concrete specimen is divided into the failure process zone and the resting unloading zone. The size effects during the local breakage phase under the uniaxial monotonic compressive process and the hysteretic phenomenon under the cyclic compressive loading process are analyzed. Finally,the comparison between theoretical results and experimental results preliminarily verifies the rationality and feasibility of understanding the failure mechanism of concrete through the statistical damage constitutional law.     

压杆稳定的动力分析

尝试使用动力分析的方法对压杆进行研究，导出了轴向压力与横向振动频率之间的关系表达式．据此不仅可以得出与静力分析相同的临界力的欧拉公式，还可以建立一种由振动测试压杆临界力的方法．     

Evaluation of survival stow position and stability analysis for heliostat under strong wind

Heliostats are sensitive to the wind load, thus as a key indicator, the study on the static and dynamic stability bearing capacity for heliostats is very important. In this work, a numerical wind tunnel was established to calculate the wind load coefficients in various survival stow positions. In order to explore the best survival stow position for the heliostat under the strong wind, eigenvalue buckling analysis method was introduced to predict the critical wind load theoretically. Considering the impact of the nonlinearity and initial geometrical imperfection, the nonlinear post-buckling behaviors of the heliostat were investigated by load-displacement curves in the full equilibrium process. Eventually, combining B-R criterion with equivalent displacement principle the dynamic critical wind speed and load amplitude coefficient were evaluated. The results show that the determination for the best survival stow position is too hasty just by the wind load coefficients. The geometric nonlinearity has a great effect on the stability bearing capacity of the heliostat, while the effects of the material nonlinearity and initial geometrical imperfection are relatively small. And the heliostat is insensitive to the initial geometrical imperfection. In addition, the heliostat has the highest safety factor for wind-resistant performance in the stow position of 90-90 which can be taken as the best survival stow position. In this case, the extreme survival wind speeds for the static and dynamic stability are 150 m/s and 36 m/s, respectively.