H型钢楔形薄壁构件的局部屈曲性能分析

用三维退化曲壳元离散H型钢楔形薄壁构件 ,对其进行了考虑双重非线性的全过程分析 ,提出了评价H型钢楔形薄壁构件局部屈曲性能的特征荷载。考察了平均腹板宽厚比、楔率等参数对H型钢楔形薄壁构件屈曲后强度的影响 ,获得了一些有价值的结论     

空腹楔形轴心受压构件稳定性分析

变截面楔形构件和蜂窝梁都能够节约材料 ,提高构件的承载力。本文在二者的基础上 ,对热轧H型钢进行两次切割 ,加工成空腹变截面构件 ,利用ANSYS对不同孔洞大小、间距和楔率的空腹楔形构件进行稳定和承载力分析 ,发现孔洞大小、间距和楔率在一定范围内 ,对空腹变截构件的刚度和承载力影响不大     

空腹楔形悬臂压弯构件整体稳定分析

空腹楔形构件符合结构的受力特点 ,能够充分利用钢材 ,从而有效地节约钢材。本文利用ANSYS对空腹楔形压弯构件进行整体稳定分析 ,得出不同空洞大小、间距和楔率情况下的M和N相关曲线 ,分析孔洞大小、间距和楔率的影响 ,证明了工程设计的直线关系式的安全性     

楔形压弯构件平面内稳定极限承载力研究

楔形变截面H型钢构件设计中常采用高而薄的腹板,这样能够充分发挥翼缘的承载能力,节省材料。如此虽然可能引起腹板的局部屈曲,但板件的屈曲并不意味着构件承载能力的丧失。应用非线性板壳有限元分析方法,对变截面压弯构件平面内稳定极限承载力进行了分析。在考虑腹板局部屈曲和构件整体屈曲相关作用的同时,系统地分析与评价了腹板宽厚比、翼缘宽厚比、构件长细比和楔率等对压弯构件平面内稳定极限承载力的影响,并与《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)的计算结果进行了比较,结论可供工程设计参考。     

卷边翼缘工形变截面构件在压弯荷载作用下平面内稳定承载性能研究

针对卷边工形变截面构件在压弯作用下的面内稳定承载性能进行研究,并在已有的卷边工形等截面压弯构件面内稳定承载力公式的基础上,参照CECS 102∶2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》中的变截面构件设计方法,给出卷边工形变截面构件压弯平面内稳定承载力的计算公式。楔率是影响变截面构件稳定承载力的重要因素,设计了一系列算例,重点考察楔率对变截面卷边工形构件稳定承载性能的影响,同时也验证了所给出的平面内稳定承载力计算公式的准确性和适用性。     

楔率对变截面构件稳定临界荷载影响的分析

分析了门式刚架楔形变截面构件的稳定临界荷载 ,给出了稳定临界荷载随楔率的变化规律 ,同时还对门式刚架梁等阶梯形变截面构件的平面稳定问题进行了分析。     

长期使用荷载下钢筋混凝土结构的钢筋锈蚀——总结

薄壁楔形工字型构件的性能主要由板的宽厚比、构件长细比和楔率决定。对这三者的交互作用效应进行了理论性研究。分析中构建了一个考虑几何非线性的非线性有限元模型,选择具有不同翼缘和腹板宽厚比的大量构件(不同的构件长度和楔率),得出了完整的极限强度-长细比曲线,并且分析了不同的破坏模式。基于设计目的,考虑不同的力和弯矩,描绘出一系列交互曲线,基于这些曲线提出了一个通用公式。这些曲线简化了现有的有效宽度的复杂计算,提供了更为弹性的设计方法。     

方钢管高强混凝土偏压构件的试验研究与理论分析

本文进行了8根方形截面钢管高强混凝土单向压弯构件的试验研究,研究构件在不同长细比、偏心率和含钢率下的力学性能,长细比取25.4、50.8和71.6三种,偏心率在0.140～0.288之间变化,含钢率取8.2%和14.3%两种。研究结果表明:构件的承载力随着长细比和偏心率的增加迅速降低,含钢率为8.2%的构件在达到极限承载力之前钢管出现了局部屈曲。在进行试验研究的同时,还编制了非线性分析程序BC,用来分析方钢管高强混凝土压弯构件的力学性能,理论分析结果和试验结果进行了对比,两者吻合较好,在此基础上分析了长细比、含钢率、混凝土强度和钢材屈服强度等因素对偏压构件N/Nu(η)-M/Mu(ζ)相关曲线的影响。     

变截面压弯杆的平面外弹塑性稳定

利用ANSYS软件对楔形变截面受弯构件进行弹塑性稳定分析,考虑截面塑性开展,引入通用长细比,在通用长细比中考虑楔率和弯矩线性变化的影响,拟合得到新的弯扭屈曲稳定系数公式.对于变截面压弯构件的平面外稳定,提出弯矩项带指数的光滑曲线相关公式,其中轴力项和弯矩项均取自大端的内力及其截面性质,弯矩项的指数考虑长细比和楔率的影响...     

钢骨-钢管混凝土柱滞回性能试验研究

为了解钢骨-钢管混凝土柱在低周往复荷载作用下的力学性能,对5根底层柱进行了低周反复荷载试验并对试验结果进行分析,得到不同含钢率和轴压比下的荷载-位移滞回曲线及骨架曲线,分析比较了轴压比和含钢率对构件承载力的影响。研究表明,钢骨-钢管混凝土柱滞回曲线图形饱满,表现出良好的耗能能力。由骨架曲线分析得知:随着含钢率的增加,构件承载力和延性有明显的提高;随着轴压比的增加其骨架曲线下降段越陡,相应的构件延性越差,轴压比越低则构件延性越好。     

矩形钢管混凝土在华敏帝豪大厦中的应用研究

华敏帝豪大厦塔楼结构方案在综合考虑结构抗震性能、建筑功能及经济性后,外围框架柱和转换斜撑采用矩形钢管混凝土构件。介绍了矩形钢管混凝土结构的计算、构造和节点,着重阐述了钢管混凝土斜撑转换构件的设计和构造,并用有限元程序ANSYS对重要节点进行分析。工程实践表明,矩形钢管混凝土结构承载力高、抗震性能好,可显著减小柱断面,与钢框架梁连接方便。最后介绍了矩形钢管混凝土施工中的重要问题。     

混合高强钢框架极限承载性能有限元分析

混合高强钢框架是一种钢梁采用低强钢材(Q235,Q345),钢柱采用高强钢材(Q460,Q690)的新型抗弯钢框架结构体系。为研究不同钢材强度等级对混合高强钢框架承载性能的影响规律,采用有限元软件Abaqus对钢框架进行非线性分析。在试验验证的基础上,建立五榀单跨两层混合高强钢框架模型以及两榀普通低强钢框架有限元模型,对其承载性能与用钢量进行研究,比较各种抗弯钢框架结构的承载能力、变形能力、延性以及用钢量。研究结果表明:若合理选用梁柱的钢材强度等级,特别是钢梁选用较低的钢材(Q235)而钢柱选用高强钢材,混合高强钢框架可以获得比普通钢框架更好的承载能力、刚度与延性性能,并且可以节省18.3%的钢材,具有较好的经济效益。     

不同粘钢加固的钢筋混凝土框架节点破坏机理研究

现有钢筋混凝土框架结构中梁、柱、节点因设计不当或施工事故，发生梁、柱、节点不能满足强柱弱梁、强节点弱构件的抗震设计原则，针对强柱弱梁、梁弱弯弱剪、梁纵筋锚固不足等４个节点试件进行了低周反复加荷对比试验，从破坏过程分析了梁、柱、节点核心区不同粘钢加固方案的效果。试验结果表明：粘钢加固对提高构件强度、改变框架破坏机制及增加变形能力具有良好的效果。并全面地分析了试件加固方案的优劣，初步给出了粘钢加固节点的构造措施和更合理的加固方法。     

带约束拉杆圆端形钢管混凝土短柱轴压工作机理

针对带约束拉杆圆端形钢管混凝土相对于其他截面钢管混凝土受力性能更加复杂的问题,对带约束拉杆圆端形钢管混凝土截面进行强弱约束分区,将圆端形钢管混凝土截面切分为矩形和半圆形,并分别采用不同的混凝土本构关系修正,提出一种新的圆端形钢管混凝土本构关系式; 最后提出了带约束拉杆圆端形钢管混凝土轴压承载力的推荐公式,并验证了公式的合理性。利用有限元软件对57个模型构件进行精细化分析。改变拉杆直径、混凝土强度、拉杆间距、截面含钢率、高宽比等进行参数研究。结果表明:随着截面含钢率、拉杆直径、拉杆密度的提高,构件的承载力和延性均得到提高; 混凝土强度的提高能提高构件的承载力但会导致延性降低; 提出的推荐公式考虑了拉杆系数的影响,推荐公式计算结果与有限元模拟结果非常吻合,混凝土强度超过80 MPa时,计算结果偏安全,能有效预测构件的承载性能。     

钢骨轻骨料混凝土压弯构件正截面承载力计算

在九根钢骨轻骨料砼压弯构件破坏试验的基础上，依据目前计算钢骨混凝土柱的几种理论，对钢骨轻骨料混凝土压弯构件正截面承载力进行计算，并将各计算结果及试验结果进行比较分析，讨论了这种柱的正截面强度计算方法。     

冲击荷载作用下带下部钢管柱单层球面网壳结构动力响应分析

为研究带下部钢管柱的单层球面网壳在冲击荷载下的动力响应,在ANSYS/LS DYNA中建立70 m跨度带下部钢管柱的K8型单层球面网壳与正方体冲击物的数值模型并进行数值分析。根据结构动力响应和最终变形,总结了结构在冲击荷载作用下的4种响应模式,并分析了各响应模式下的动力响应（冲击力、节点速度、节点位移、杆件应力）特点。通过改变冲击点位置以及下部柱高度等参数,分析这些参数对带下部钢管柱的单层球面网壳结构响应模式的影响,揭示了结构响应随各参数的分布规律。研究结果表明:水平侧向冲击作用下结构的冲击力主要为等腰三角形脉冲荷载;冲击柱顶点时,上部结构有杆件失效,结构的节点水平位移和杆件应力最大;冲击柱高度较低时,冲击力峰值较小,节点最大水平位移和杆件最大应力较大。     

防火涂料破损对钢构件温度分布的影响

采用有限元数值分析得出了防火涂料局部破损后钢构件的温度分布规律,提出了临界破损长度的概念。分析了柱长、防火涂料厚度、截面形状系数,以及标准火灾升温时间对防火涂料局部破损后钢构件温度分布的影响。给出了破损长度和其影响区域内温度分布的计算公式,可供结构抗火性能分析和设计参考。     

高性能钢预应力撑杆柱整体稳定性能研究

采用高性能钢材对预应力撑杆柱整体稳定性能具有显著影响。采用有限元软件ANSYS对普通强度钢材预应力撑杆柱和无预应力柱进行了弹性屈曲分析，并与理论公式相比较，验证了有限元模型的正确性。考虑了材料非线性、几何非线性和初始缺陷，对模型进行弹塑性轴压稳定承载力分析，比较了钢材种类对预应力撑杆柱和无预应力柱稳定承载性能的影响。分析结果表明：预应力撑杆体系和高性能钢材的合理使用，能显著提高轴心受压柱的承载能力，充分发挥两者的优势。     

箱形钢柱受力性能分析及抗震设计建议

基于箱形钢柱拟静力试验,通过有限元分析,研究腹板宽厚比、构件轴压比及平面外长细比、柱顶弯矩等因素对偏压箱形钢柱抗震性能的影响。研究结果表明：腹板宽厚比和平面外长细比对箱形钢柱抗震性能影响较大,随着腹板宽厚比、平面外长细比的增大,箱形钢柱延性和承载力均有所减小,抗震性能变差;柱顶弯矩使箱形钢柱的正向延性增大,而降低其反向延性,柱顶弯矩对箱形钢柱抗震性能的影响相对较小。在此基础上,对箱形钢构件提出与受力状态相关联的腹板宽厚比、平面外长细比限值建议。引入箱形钢柱位移角概念,进而提出大跨度空间钢结构的构件抗震等级划分方法。并给出箱形钢构件腹板宽厚比、构件平面外长细比的抗震验算流程。     

Ductility,strength and stability of concrete-filled fabricated steel box columns for tall buildings

This paper is concerned with the ductility, strength and stability behaviour of concrete filled steel box columns. A cross-sectional analysis procedure which considers the nonlinear material properties of steel and concrete has been developed. The steel behaviour includes the presence of residual strains and stresses. A parametric study is undertaken to monitor the influence of residual stresses, concrete strength and steel strength on the thrust–moment–curvature response. A parameter known as the ductility ratio is calculated and this gives an indication of the ability of a structural member to deform. From the results of the thrust–moment–curvature response, strength interaction diagrams are also developed. Slender column behaviour for these structural members is described and methods by which to determine the strength are discussed. A design example is presented which shows the use of both the strength interaction diagrams and the slender column buckling procedure developed by other researchers. Further research areas are then outlined and discussed in order to elucidate the behaviour and design of these highly efficient column members in tall buildings. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.