设加劲肋防止畸变屈曲卷边Z型钢梁的性能研究

采用设置加劲肋的方法控制冷弯薄壁卷边Z型钢梁在均布荷载作用下的畸变屈曲,应用有限元软件ABAQUS分别对4种带有加劲肋不同卷边角度的冷弯薄壁卷边Z型钢梁进行分析。综合考虑屈曲荷载的提升程度和用钢量,给出最佳加劲肋形式。研究结果表明卷边角度越小,加劲肋加固效果越好。     

两边连接交叉加劲钢板剪力墙弹性屈曲分析

采用ANSYS有限元软件对两边连接交叉加劲钢板剪力墙进行了弹性屈曲分析,重点研究了加劲肋与墙板的刚度比、墙板高厚比、边长比以及加劲肋宽厚比对弹性屈曲系数的影响,并将分析结果与十字加劲板进行了比较.研究表明,交叉加劲肋能够显著提高钢板剪力墙的弹性屈曲荷载,其远大于十字加劲肋;随着墙板边长比和高厚比的增大,屈曲系数趋于减小;而较小的加劲肋宽厚比能使墙板获得较大的屈曲系数;最后给出了两边连接交叉加劲板弹性屈曲系数的计算公式.     

交叉加劲钢板剪力墙弹性屈曲研究

用有限元方法对交叉加劲钢板剪力墙的弹性屈曲性能进行了研究,重点研究了加劲肋与墙板的刚度比、墙板高厚比、边长比以及加劲肋宽厚比等对弹性屈曲系数k的影响,同时与十字加劲板的抗剪屈曲性能进行了对比。研究结果表明,设置交叉加劲肋能显著提高钢板剪力墙的弹性屈曲荷载;屈曲系数k随着墙板边长比、高厚比以及加劲肋宽厚比的增大而趋于减小;本文给出的交叉加劲板弹性屈曲系数k的计算公式与有限元法的结果较吻合。     

顶推施工下不同腹板加劲间距对钢梁受力的影响

为研究腹板加劲间距对钢梁受力的影响，采用数值模拟的方法，以实例工程为背景，建立钢梁有限元模型。通过提取钢梁顶底板、腹板、横隔板和加劲肋应力来分析腹板加劲肋间距调整前后，对其受力的影响。研究结果表明：钢梁腹板加劲间距对钢梁各部位受力均有一定影响，在条件允许的情况下，可减小腹板局部加劲竖向板肋间距来降低主梁各构件在垫块作用位置上方局部的峰值应力。     

集中荷载作用下设加劲肋钢梁强度验算方法

在进行集中荷载作用下的钢梁设计时,若局部承压验算不满足要求,通常会考虑设置支承加劲肋。由于相关规范对设置支承加劲肋后的梁截面是否需要进行强度验算没有给出明确的要求,目前也没有相应的验算方法,利用有限元软件ABAQUS,对有、无加劲肋钢梁分别进行弹性和弹塑性分析,结果表明:无加劲肋时采用弹性分析得到的局部压应力和折算应力与现行规范的计算值基本吻合;弹塑性分析结果可以较准确地反映局部压应力或折算应力超过设计强度后的有、无加劲肋钢梁的截面承载力。证明设置加劲肋后可以不验算局部压应力,提出设有支承加劲肋钢梁的强度验算方法。     

薄壁结构在大跨空间结构中的应用

利用考虑初始缺陷的双非线性极限承载力分析,对薄壁单板和薄壁箱型柱的局部稳定问题进行计算分析,结果表明:通过设置加劲肋,可有效提高薄壁构件的抗屈曲性能。通过有限元分析,对薄壁单板肋的数量、肋的高度、肋的厚度对屈曲承载力的影响进行了分析,对薄壁构件的加肋方式有一定的指导意义。通过对薄壁箱型柱的有限元计算,验证了这种加肋方式的有效性。实际工程中薄壁构件经过加肋处理后,局部稳定性大大提高,承载力也有明显改善。     

折线形腹板钢梁静力非线性有限元分析

把工字形钢梁腹板加工成折板,是提高腹板抗屈曲能力的一种途径,考虑几何非线性和材料非线性,对折线形腹板钢梁和设置腹板加劲肋的钢梁进行了有限元分析,研究了折线形腹板钢梁的受力性能及钢梁应力和挠度的发展过程.研究表明,折线形腹板相邻板件互为支承,明显提高了腹板屈曲承载力,但屈曲后强度的提高不如设置加劲肋的腹板,钢梁有限元分析结果和实测值比较吻合.     

轴压作用下薄壁钢管混凝土柱的分析与设计

纵向加劲肋可以有效提高方形或矩形薄壁钢管混凝土柱的整体性能。主要讨论轴压下加劲方形短柱的非线性分析与设计。运用有限元程序ABAQUS进行非线性分析。关于荷载-位移曲线和极限强度的试验与分析结果具有良好的一致性。运用这个模型同时也对柱的性能进行了研究,讨论板的宽厚比限值和加劲肋刚度需求,以及运用现有规范预测加劲复合柱承载能力的可行性。     

具有双对称截面的双轴加载薄壁楔形梁柱的性能分析

纵向加劲肋可以有效提高方形或矩形薄壁钢管混凝土柱的整体性能。主要讨论轴压下加劲方形短柱的非线性分析与设计。运用有限元程序ABAQUS进行非线性分析。关于荷载-位移曲线和极限强度的试验与分析结果具有良好的一致性。运用这个模型同时也对柱的性能进行了研究,讨论板的宽厚比限值和加劲肋刚度需求,以及运用现有规范预测加劲复合柱承载能力的可行性。     

一种新型薄壁钢箱结构综合管廊的分析

结合混凝土综合管廊现存问题及混凝土材料局限性,提出一种薄壁钢箱综合管廊。此种管廊采取薄壁钢箱结构,同时配有环状矩形加劲肋以提高强度。分析薄壁钢箱结构综合管廊结构形式和优势。采用通用结构分析与设计软件Midas Gen,通过有限元实例计算验证,单舱、双舱管廊整体受力均较为均匀,无明显应力集中点。对单舱管廊和双舱管廊,从结构受力和节约材料的角度,加载同样的荷载,选取3种不同结构参数组合进行分析。筛选出单舱综合管廊选用钢材标号Q345,组合为钢箱壁厚30 mm,加劲肋厚度25 mm,加劲肋间距200 mm,加劲肋高度50 mm。双舱综合管廊选用钢材标号Q390,组合为钢箱壁厚20 mm,加劲肋厚度20 mm,加劲肋间距100 mm,加劲肋高度50 mm。提出未来的研究方向可聚焦于管廊特殊区域的结构分析及钢结构管廊的防火、防腐处理。     

A Simplified Approach for Fire Resistance Design of High Strength Q460 Steel Beams Subjected to Non-uniform Temperature Distribution

Presented in this paper is an analytical investigation on fire resistance of high strength Q460 steel beam subjected to non-uniform temperature distribution. Based on the critical bending moment associated with overall flexural stability and results obtained from the previous experimental investigation on the mechanical properties of Q460 steel at elevated temperature, an equivalent stiffness method is established to evaluate the fire resistance of the beam with the consideration of the influence of temperature gradient across the section of the beam. Lateral torsional buckling resistance, critical temperature and overall stability coefficient are obtained for flexure of high strength Q460 steel beams at elevated temperature. A 3-D nonlinear finite element model, which is capable of accounting for temperature gradient and predicting critical bending moment of Q460 steel beam at elevated temperature, is developed. Results from the finite element simulations are compared with the results determined by the proposed equivalent stiffness method and there is a good agreement between the results of the two methods with the maximum difference of 6%. Using the equivalent stiffness method, parametric studies were carried out to investigate effects of steel grade and temperature distribution pattern on fire resistance of high strength Q460 steel beams. Accordingly, a simplified design approach was proposed to predict the critical temperature and overall stability coefficient of Q460 steel beams subjected to non-uniform temperature distribution. The simplified approach is applicable to high strength Q460 steel beams with cross section dimensions ranging from 175 mm to 350 mm and 250 mm to 500 mm for flange width and section height, respectively.     

板桁组合钢梁的非线性有限元分析

对板桁组合钢梁进行非线性有限元分析.用有限个横向条带法构造了板桁组合结构板段考虑局部屈曲的空间位移模式.基于三维连续体的虚功增量方程,导出了横向条带板段单元U.L列式,用空间欧拉坐标变换考虑其位形变化,用截面塑性系数来考虑其材料非线性.应用所编程序,对广东西江桥原板桁组合结构模型梁进行了非线性分析,并对其计算结果进行了一些试验验证.     

工字形截面钢结构可靠性分析

以工字形截面的屈服应力和外荷载为随机变量 ,在满足稳定性条件下 ,进行结构可靠性分析。采用随机有限元法求解非线性安全余量可靠性指标和失效模式间的相关系数 ,为满足稳定性的工字形截面钢梁的结构可靠性分析提供一种合理方法     

轧制普通工字钢简支梁的整体稳定系数计算

现行《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)沿用历次钢结构设计规范的规定:轧制普通工字钢简支梁的整体稳定系数φb不能引用等截面焊接工字型和H型钢的整体稳定系数φb的公式计算,而直接给出表格查用。通过分析表明,按《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)附录B公式(B.1-1)所计算的φb,与规范GB 50017-2003中表B.2所给出的数据基本一致,因此建议今后规范统一采用公式(B.1-1)的理论公式计算φb。     

高大模板扣件式钢管支撑系统整体受力性能研究

采用有限元软件ABAQUS对高大模板扣件式钢管支撑系统的整体受力性能进行分析,利用弹簧单元模拟扣件的半刚性连接,通过屈曲分析得到的屈曲模态施加初始缺陷,并将有限元计算结果与3个工程项目的实测结果进行对比,验证有限元模型的准确性。在此基础上,利用有限元软件对高大模板扣件式钢管支撑系统的稳定承载力进行参数分析,分析的参数包括扣件拧紧扭力矩、支撑高度、横杆步距、立杆纵距、立杆横距、初始缺陷等,得到了各因素对其整体稳定承载力的影响规律。参数分析结果表明：横杆步距、立杆横距、初始缺陷对高大模板支撑系统稳定承载力影响显著,随着横杆步距、立杆横距、模态比例因子的增加,稳定承载力迅速减少。通过调整立杆的计算长度系数,将高大模板扣件式钢管支撑的整体稳定承载力计算等效为一根立杆的稳定承载力计算,并提出计算长度修正系数的简化设计公式,为工程人员的运用提供参考。     

某薄壁型钢屋架厂房倒塌事故分析

介绍一起采用双C型薄壁型钢屋架的厂房雪灾倒塌事故。通过ANSYS软件,对该屋架梁进行数值模拟,分别选用壳单元和梁单元对其进行非线性受力分析,并考虑材料非线性和几何非线性,同时考虑大变形效应,根据数值模拟结果分析屋架梁倒塌的原因,得出对工程设计有益的结论,从而为工程设计提供一定的参考。     

K型偏心支撑钢框架耗能梁段长度探讨

通过对具有不同耗能梁段长度的K型偏心支撑钢框架的滞回性能与耗能梁段的耗能性能进行非线性有限元分析结果表明:随着耗能梁段长度的增加,K型偏心支撑钢框架的强度、刚度、延性和耗能性能均产生了不同程度的退化现象;耗能梁段越短,其塑性变形越大,由此而导致耗能梁段过早塑性破坏的可能性也就越大,而耗能梁段过长则抗震性能较差。最后,根据有限元模拟结果对耗能梁段的长度提出了设计建议。     

不同高跨比门式刚架平面内稳定性研究

应用ANSYS有限元程序,在均布荷载作用下,对不同高跨比的门式刚架进行了弹性几何非线性分析。研究表明,在均布荷载作用下,除了梁柱线刚度比,刚架高跨比及屋顶坡度对刚架的稳定性能影响很大。     

方钢管混凝土柱隔板贯通节点静力拉伸试验及有限元分析

对于方钢管混凝土柱隔板贯通节点,通过静力拉伸试验和非线性有限元模拟,考察隔板贯通节点的承力机制和破坏形式。结合荷载-位移曲线、试件承载力等数据结果对比,验证有限元模拟与静力拉伸试验结果的一致性。对于静力拉伸荷载作用下的隔板贯通节点,其破坏形式表现为钢梁破坏、焊缝破坏或节点域破坏;钢梁传来的拉伸荷载在节点域内主要依靠方钢管柱壁和隔板传递;方钢管柱壁的塑性区主要集中在柱壁与贯通隔板相交线处附近;贯通隔板的塑性区,主要集中在隔板浇筑孔中心与透气孔中心的连线、透气孔中心与方钢管柱壁角部的连线附近。     

钢筋混凝土梁柱单元的高斯积分

在已建立的任意截面钢筋混凝土梁柱单元模型基础上,分析了单元积分时高斯点数对钢筋混凝土结构非线性分析结果的影响,分析比较了现行混凝土结构设计规范建议的用于计算弯压截面极限承载力的混凝土受压σ-ε关系和用于非线性分析的σ-ε关系的差异,并将计算结果与试验结果比较,建议合理的钢筋混凝土梁柱单元积分高斯点数。