钢-竹组合工字形柱偏心受压性能试验研究

为研究钢-竹组合构件偏心受压时的受力性能,设计制作了36根钢-竹组合工字形柱并进行偏心受压试验。以偏心距、长细比、有无螺钉连接为主要参数,分析不同参数对组合柱破坏形态、承载能力、侧向挠度等的影响。依据采用偏心距增大系数的极限平衡法和引入参数影响系数的统一理论法推导了两种偏压承载力理论计算式。结果表明：钢-竹组合柱受力性能优良,组合效应突出,破坏形态具有一定规律性;偏心距较小时由底部牛腿区域出现竹材劈裂后向中部扩展而破坏;偏心距及长细比较大时由受压侧中部竹板劈裂鼓起后向两端延伸而破坏;偏心距对试件承载力和侧向挠度均有较大影响;有无螺钉对试件承载力无明显影响,布置螺钉减小了侧向挠度;在设计参数范围内,承载力受长细比影响不显著,随长细比增加呈缓慢降低趋势;承载力计算值与试验值吻合良好,误差均在10%以内。     

不同等级高强钢焊接工形轴压柱整体稳定性能及设计方法研究

为研究460MPa以上不同强度等级高强钢焊接工字形截面轴压柱的整体稳定性能,采用有限元分析方法,计算了国内外已公开发表(包括其他学者)的35个高强钢焊接工形试件的整体稳定承载力,并通过与试验结果对比验证了有限元模型的可靠性;利用该模型完成1280个算例的整体稳定承载力计算,包括8种钢材强度等级、8种工字形截面尺寸、对应于每种截面的10种长细比、以及绕截面强轴和弱轴失稳的2种模态,并将算例结果与现行钢结构设计规范的设计曲线进行对比分析。研究结果表明,随着钢材强度等级的提高,高强钢焊接工字形截面轴压构件绕强轴和弱轴失稳的整体稳定系数均明显提高;对于绕强轴失稳构件,建议Q460~Q550钢材的采用我国规范b类曲线,Q620~Q960钢材的采用a类曲线;对于绕弱轴失稳构件,建议Q460~Q800钢材的按b类曲线设计,Q890和Q960钢材的按a类曲线设计。此外,还提出此类构件对应不同强度等级钢材的更新柱子曲线公式,以更准确计算其整体稳定承载力。     

工字形焊件射线图像中微小缺陷的分割及提取

采用X射线实时成像系统对工字形激光焊件进行检测,得到了含有微小缺陷的低对比度射线检测图像。在分析图像灰度分布特征的基础上,采用数学形态学方法进行背景模拟,并结合背景相减、自动阈值算法提取出了检测图像中的微小缺陷。在结构元尺寸的确定方面,提出了线灰度分布曲线拟合并相减,再搜索相减结果最大值的方法。试验结果表明:该方法能很好地实现检测图像中微小缺陷的分割,且缺陷分割保真度高,算法适应性强。该方法只对感兴趣的区域进行处理,显著提高了图像处理的速度。     

深孔钢闸门主梁横力穹曲正应力与挠度计算

本文从梁横力弯曲的挠曲线微分方程入手，详细地分析了横力弯曲时正应力与挠度的计算方法，并结合工程实践，给出了工字形、箱形截面的薄壁短梁相应的简明且实用的计算公式，讨论了剪力的影响程度．     

残余应力对轴心受压杆件的影响探讨

介绍了钢构件中残余应力的形成、分布，就不同分布的残余应力对轴心受压杆件引起的应力过程变化进行研究．研究表明：残余应力对于不同长细比构件的整体稳定承载力影响不同。     

爆炸荷载作用下焊接工字钢梁的动力响应及破坏模式分析

目的分析焊接工字形钢梁在爆炸荷载作用下破坏模式及影响动力响应的主要因素,为钢梁抗爆设计提供建议．方法采用有限元软件ANSYS／LS—DYNA,基于流固耦合的方法对钢梁的动力响应及破坏进行数值分析．结果在不同的爆炸荷载作用下,钢梁可能发生剪切破坏、弯剪联合破坏和翼缘屈曲破坏3种破坏模式;增高腹板高度可以有效地控制钢梁在爆炸荷载作用下的跨中最大位移,效果次之的是增加翼缘板厚度和腹板厚度,效果最差的是增加翼缘板宽度．结论钢梁的破坏模式与比例距离有关．随着比例距离增大,钢梁的破坏模式由剪切破坏模式转变为翼缘屈曲破坏模式．增大梁截面高度,能有效地提高钢梁的抗爆承载力．     

残余应力对单轴对称工字梁稳定承载力的影响

对单轴对称工字形悬伸梁、连续梁进行整体稳定试验前,通过截面法测量了截面中的残余应力分布.根据测量结果和简化分布模型,编写了能描述残余应力大小和分布的ANSYS初应力文件,在非线性分析中以此来考虑残余应力对构件整体稳定性的影响.通过比较试验和有限元分析结果发现,考虑残余应力所得的计算结果与试验结果吻合良好,不考虑残余应力所得到的极限荷载与试验值差别较大.试验结果表明:当梁截面中的窄翼缘尺寸较小时,翼缘中残余应力以受拉为主,其端部残余压应力较小,焊接残余应力对单轴对称工字形悬伸梁和连续梁的整体稳定承载力影响很大,主要是提高作用,有限元计算时应该考虑残余应力.对比分析结果表明,文中所用的残余应力分布模型能够模拟试验梁的真实情况.     

工字形截面剪应力分布不均匀系数的精确计算方法

给出工字形截面剪应力分布不均匀系数的精确计算方法,并与现有的近似公式相比较,同时进行了误差分析,从而给出了现有近似公式在工程结构计算中的适用范围,为工程结构计算提供了理论分析依据。     

组合荷载作用下工字形钢梁的临界荷载

给出了组合荷载作用下工字形钢梁控制工况的稳定计算简图，并应用能量法给出了均布荷载、集中荷载及其组合作用时工字形钢梁的临界荷载的计算方法和计算通式。     

双悬臂对称工字形钢梁弹性稳定性计算

在结构稳定理论及钢结构规范、水工钢闸门设计规范中,对双悬臂工字梁在简单荷载及组合荷载作用下的稳定性无相应的计算方法,且规范中的各种近似处理方法既不统一,误差又大,直接影响设计成果的安全性及经济性。通过对双悬臂工字形钢梁稳定性计算简图进行等效简化,应用能量法给出了均布荷载、集中荷载及其组合作用时双悬臂工字形钢梁弹性稳定性的计算方法,并据此建议双悬臂工字形钢梁的合理布置,为规范修订及生产设计提供理论依据。