任意厚度非加劲钢板剪力墙与防屈曲钢板剪力墙的通用拉杆模型

钢板剪力墙在墙板屈曲后仍具有一定的抗压能力,板厚越大,抗压能力越强,对结构整体性能的影响也越大,现有的简化模型尚不能很好地考虑该效应。为此,首先分析了计入压应力的钢板墙的受力状态,进而推导了考虑墙板抗压能力的钢板剪力墙的刚度、承载力和屈服位移的计算式,并据此提出了一种通用拉杆模型。该模型仅通过调整经典多拉杆模型中拉杆的截面积以及屈服强度便可有效考虑墙板抗压能力的影响,应用简便。分析表明,所提出的通用拉杆模型具有与壳单元模型相似的精度,广泛适用于各种几何条件下的非加劲钢板剪力墙以及防屈曲钢板剪力墙的弹塑性分析。此外,目前对钢板剪力墙薄厚程度的划分尚缺乏定量依据,文中根据墙板抗压作用大小的不同,将钢板剪力墙划分为薄、中厚、厚三类,并给出了统一的刚度、承载力和屈服位移计算式,可供工程设计参考。     

变轴力悬臂柱稳定性的简便计算方法

基于等效负刚度相等的原则,建立了悬臂柱柱顶力与柱中力之间的等效关系;通过该等效关系将柱中力折算成柱顶力来对变轴力悬臂柱进行稳定问题解答,给出了实用计算公式;将该计算方法推广到多次变轴力问题,解决了多次变轴力悬臂柱的稳定问题,给出了简便的实用计算公式,并通过有限元软件进行了验证。研究结果表明：该公式具有一定的精度和准确性且偏于安全,可供工程设计及理论计算使用。     

H型截面钢梁约束扭转的简化计算

钢梁在外扭矩以及梁端约束的作用下,会产生翘曲正应力以及剪应力,传统上利用扇性坐标及双力矩法计算,计算过程很繁琐。许多工程师在设计中对钢梁扭转作用的处理带有一定的盲目性。根据约束扭转的受力及变形特点,以变形协调为基础提出一种新的计算钢梁约束扭转的简化计算方法,该方法可很好的计算钢梁在外扭矩作用下的受力情况。算例计算结果表明,该方法具有很好的精度和准确性,可供工程设计应用。     

考虑柱间相互作用的阶形柱计算长度系数

柱间相互作用对阶形柱的稳定性有很大的影响,而我国现行规范及已有文献所给出的阶形柱计算长度系数的计算方法不能准确考虑该作用。利用等截面压杆的转角 位移方程得到阶形柱的刚度矩阵,由此推导了轴力对阶形柱刚度削弱的表达式,并构建了可考虑柱间相互作用的阶形柱计算长度系数的计算式。研究表明该计算长度系数计算式具有较高的精度,使用方便,可用于多跨框架的计算,同时也适用于柱高不等的情况。对钢梁起坡的山形门式刚架,给出了实用的计算方法,参数分析表明采用该方法计算得到的柱计算长度系数具有良好的精度,可满足设计需要。     

无侧移变轴力框架柱稳定性的等效力法

该文根据无侧移压杆的屈曲形态提出了以轴力对压杆跨中抗侧刚度的削弱来表征轴力负刚度的力学模型,并利用该模型阐释了无侧移框架计算长度系数的力学意义。在该模型的基础上,根据等效负刚度相等的原则,建立了无侧移框架柱中力与柱顶力之间的等效关系,推导了等效力系数的计算公式。通过该系数,可以将柱中力折算到柱顶,并直接通过规范查取计算长度系数验算框架柱的整体稳定,而不需要重新对计算长度系数进行折算。进一步提出了等效力法,该方法可以很好的解决无侧移框架柱的变多次轴力问题,具有很好的精度。算例计算结果表明:等效力法具有很好的精度和准确性,可供工程设计及理论计算使用。     

多层有侧移框架整体稳定的简便计算方法

传统的计算长度系数法计算框架稳定时不能考虑同层柱之间的支援作用以及层与层之间的支援作用,有可能会造成不合理的设计。利用等效负刚度的概念,定义了可用于表征层刚度富余程度的层刚轴比系数以及表征层间支援程度的层支援系数,通过层刚轴比系数可以方便的确定框架的薄弱层以及各层之间的相互支援关系,推导了可直接计算有侧移框架整体弹性稳定承载力的简单实用的计算公式。该公式可很好的考虑同层柱之间的支援作用以及层与层之间的支援作用,避免了有限元屈曲分析。通过弹性稳定承载力可进一步反算柱的计算长度系数用于构件校核。算例计算结果表明：该方法具有很好的精度和准确性,计算结果稍偏安全,可供工程设计及理论计算使用。     

钢板剪力墙的非完全拉力场

经典拉力场理论忽略了剪切场部分的影响，仅对板无限薄的理想情况计算结果是准确的；而对有厚度的实际受剪板，采用该理论计算会普遍低估受剪板的弹性刚度和承载力并高估屈服位移，板越厚则误差越大。为此，建立了非完全拉力场理论以准确描述受剪板的屈曲后应力状态，并基于该理论得到了适用于任意厚度受剪板和防屈曲板的弹性刚度、承载力和屈服位移的计算式，具有很高的计算精度。与壳单元精细模型分析结果相比，计算所得弹性刚度的误差不大于2.8%,承载力的误差不大于2.6%。根据屈曲后压应力对弹性刚度和承载力影响程度的不同，将受剪板分为厚板(λ≤1,λ为高厚比)、中厚板(1<λ<3)和薄板(λ≥3)三类，同时定量明确了经典拉力场理论对三类板的误差并给出了建议的适用范围。基于非完全拉力场理论推导了受剪板屈曲后的应力场方程，并提出了改进的通用拉杆模型。参数分析表明：对任意厚度的钢板剪力墙和防屈曲钢板剪力墙，该模型与壳单元精细模型相比，计算弹性刚度误差不大于5.5%,承载力误差不大于2.8%。     

薄钢板剪力墙结构试验研究及简化模型分析

通过对薄钢板剪力墙结构的低周反复荷载试验研究,分析了结构的受力机理、变形破坏模式、滞回曲线、延性指标、耗能能力等抗震性能指标。针对非加劲薄钢板剪力墙屈曲后受力性能,基于刚度等效、柱最大轴力等效和柱最大弯矩等效,提出一种构造简单又能考虑对边柱不利影响的三拉杆模型TSM(Three Strip Model),并与SM模型,精细有限元模型及试验结果进行了对比,结果表明,TSM模型具有很好的精度,可供工程设计应用。     

任意分布轴力作用下框架柱弹性稳定的实用解法

该文根据等效负刚度相等的原则,建立了框架柱中力与柱顶力之间的等效关系,推导了等效力系数的计算公式。通过该系数,可以将柱中力折算到柱顶,直接通过规范查取计算长度系数验算框架的整体稳定,而不需要重新对计算长度系数进行折算。进一步提出了等效力法,该方法可以很好的解决框架变多次轴力问题,具有很好的精度,满足工程应用的要求。对于变轴力非对称框架,用等效力法推导了考虑柱间支援作用之后的计算长度系数计算公式,并通过算例进行了验证。研究结果表明:等效力法具有很好的精度和准确性,可供工程设计及理论计算使用。