Q690高强钢焊接箱形轴压构件整体稳定研究及设计建议

为研究Q690高强钢焊接箱形轴心受压构件的整体稳定性能,给出适合该类构件的设计建议,通过对3根Q690焊接箱形截面试件的残余应力试验,得到了箱形截面的残余应力分布模型。设计并制作了5根Q690焊接箱形柱,并对其两端铰支条件下进行了轴压试验研究,试验前分别对试件的几何初始缺陷和初始偏心均进行了测量。轴压试验中,所有试件破坏形式均为整体失稳破坏。基于试验结果,分析了该试件的整体稳定性能,采用直接分析法建立了数值模型,并校验了数值模型的准确性。同时,采用该数值模型对箱形轴压构件进行了参数分析,基于试验和参数分析结果,给出了Q690焊接箱形轴压构件的一阶弹性设计建议。     

Q460高强钢焊接箱形压弯构件极限承载力试验研究

为研究Q460高强钢中厚板焊接箱形压弯构件的整体失稳极限承载力,采用11mm厚国产Q460高强钢中厚板制作7个焊接箱形压弯试件,试件截面宽厚比分别为18、12、8,长细比分别为35、55、80。试验内容包括:Q460低合金高强钢的材性试验,三种焊接截面残余应力测试,各试件初始几何缺陷测量及极限承载力试验,从而进行了面内整体失稳压弯构件的极限承载力试验研究;并且把试验结果与我国现行钢结构设计规范计算值相比较。试验研究结果表明:Q460低合金高强钢材性具有高强度,塑性性能良好等特点;Q460高强钢焊接箱形截面残余应力分布形式与普通钢材箱形焊接截面分布基本相同,但是残余应力比降低;压弯构件极限承载力试验结果明显高于现行钢结构规范设计公式计算值,所以应对Q460高强钢焊接箱形压弯构件进行近一步参数分析研究,并得出其实用设计方法。     

Q550GJ高强钢焊接箱形截面残余应力试验研究

为了研究国产Q550GJ高强钢焊接箱形截面构件的残余应力分布情况,根据其力学性能,设计和加工了6个Q550GJ高强结构钢焊接箱形截面构件,采用分割法对其进行残余应力试验。基于试验测量数据,得到不同试件的残余应力分布,研究板件宽厚比、板件厚度等几何尺寸对残余应力的影响。研究结果表明:高强钢Q550GJ焊接箱形截面构件的翼缘和腹板两端近焊缝区域出现较大的残余拉应力,翼缘和腹板中部呈现大小基本不变的残余压应力区,其余部位为由残余拉应力到残余压应力转变的过渡区域。随着宽厚比的提高,翼缘和腹板残余压应力值相应减小,残余拉应力值的变化规律不明显,有增大的趋势,且残余拉应力值均小于高强钢Q550GJ的屈服强度。在相同宽厚比情况下,焊接箱形截面构件厚度增加后,翼缘和腹板的残余压应力和残余拉应力相应减小。     

Q460高强钢焊接箱形截面残余应力研究

为研究国产Q460高强钢焊接箱形截面的残余应力分布规律,采用分割法对6个不同截面尺寸的试件进行了试验研究。基于测量数据,得到了不同试件全截面残余应力分布,研究了板件宽厚比、板件厚度等几何尺寸对残余应力的影响以及测量过程中人为产生的误差、截面板件间残余应力的相互影响及自平衡性等。试验结果表明：残余压应力与截面尺寸直接相关,残余拉应力与截面尺寸关系不大;采用分割法测量时人为操作产生的误差很小;截面4块板件的残余应力能够分别满足自平衡条件。提出了适用于Q460高强钢焊接箱形截面的残余应力分布模型和计算式,该模型能够准确反映截面尺寸的影响,且与试验结果吻合良好。     

Q690钢焊接H形截面轴压柱整体稳定性能研究及设计方法

该文旨在研究Q690高强钢焊接H形轴压柱的整体稳定性能,并给出适合该类型构件的一阶弹性设计建议。为此,对Q690焊接H形试件进行残余应力试验研究和轴压试验研究,基于试验结果,给出残余应力分布模型;并分析该类型试件的失稳形态和整体稳定性能。同时,使用直接分析法建立数值模型,并对其进行验证。该数值模型采用PEP单元(Pointwise-Equilibrating-Polynomial Element)来模拟构件的几何初始缺陷,采用塑性纤维铰方法结合截面屈服面(该屈服面考虑了残余应力效应)来反映关键截面的屈服影响。最终,采用该直接分析法对Q690焊接H形轴压构件进行了参数分析。基于参数分析结果,给出该类型轴压试件的一阶弹性设计建议。     

Q460高强钢焊接箱形截面轴压构件整体稳定性能研究

为研究高强度钢材轴心受压钢柱的整体稳定性能,对5个国产Q460钢材焊接箱形截面柱进行了轴心受压试验研究。试验对试件的几何初弯曲、荷载初偏心以及截面的纵向残余应力分布均进行了测量。基于试验结果,分析了该类钢柱的失稳破坏形态和整体稳定承载力,建立了有限元分析模型并对试验结果进行模拟计算。研究结果表明：试件破坏模态均为整体弯曲失稳形态,大部分试件稳定承载力高于规范设计值;有限元分析模型能够准确地考虑几何初始缺陷和残余应力的影响,计算结果与试验结果吻合良好;通过与国内外钢结构设计规范的对比,提出了国产Q460高强钢焊接箱形截面轴压构件整体稳定设计的建议方法,即可以统一采用我国或欧洲规范的b类曲线进行设计,而不需要按板件宽厚比大小进行分类。     

高强钢焊接箱形轴压构件整体稳定设计方法研究

与普通强度钢材轴压构件相比,高强钢轴压构件的整体稳定承载力受构件初始缺陷,特别是受截面残余应力的影响显著降低,其整体稳定系数明显提高。国内外现行的钢结构设计规范制定的柱子曲线均是基于普通强度钢材构件的研究,现有针对高强钢轴压构件整体稳定性能的少量研究仅针对特定强度等级钢材提出了设计建议或方法。为研究不同等级高强钢轴压构件的整体稳定设计方法,全面总结了国内外现有高强钢焊接箱形截面轴压构件的试验研究,并采用三维有限元模型模拟了试件的整体稳定性能,分析过程考虑了几何初始缺陷、残余应力以及几何和材料非线性的影响。利用验证后的数值模型进行了大量参数分析,算例包括8种钢材强度等级、6种截面尺寸以及长细比不同的构件。结果表明,高强钢焊接箱形轴压构件的整体稳定性能随强度等级提高而提高。根据数值计算结果与我国钢结构规范设计曲线的对比分析,建议强度等级为Q460、Q500、Q550、Q620、Q690、Q800钢材焊接箱形轴压构件(板厚小于40mm)按b类曲线进行设计,Q890和Q960的钢材焊接箱形轴压构件(板厚小于40mm)按a类曲线进行设计。此外,还提出了更新的柱子曲线公式。     

Q460高强钢焊接箱形压弯构件极限承载力数值分析

为了考察国产Q460高强钢焊接箱形压弯构件的力学性能,以数值积分法和有限单元法对7个已有焊接箱形压弯构件试验进行了数值分析。试件宽厚比分别为8、12、18,长细比分别为35、50、80。介绍的数值模型中考虑了实测的初始挠度、初始偏心及残余应力对构件极限承载力的影响,采用简化的残余应力分布模型、实测残余应力分布与理想弹塑性材料模型、线性强化材料模型相组合,对Q460高强钢焊接箱形压弯构件的极限承载力与荷载-挠度曲线进行了数值计算。为了验证数值分析的准确性,将预测结果与已有试验结果进行了对比,分析结果表明:采用相同模型的数值积分法分析结果与有限元分析结果吻合良好;采用理想弹塑性材料模型的计算结果优于采用线性强化材料模型。通过对比采用简化残余应力分布模型与采用实测残余应力分布模型的有限元分析结果,验证了简化残余应力分布模型的准确性。因此,可以利用数值计算方法,采用理想弹塑性材料模型与简化残余应力分布模型进行Q460高强钢压弯构件极限承载力的数值分析,以此作为相对较少的试验数据补充。     

国产Q460高强钢焊接工形柱整体稳定性能研究

为研究国产Q460高强度钢材轴压构件的整体稳定性能,对7个焊接工字形截面钢柱试件进行试验研究。试验实测了构件的几何初始缺陷和截面残余应力,并分析其失稳变形特征和整体稳定承载力。利用试验结果和实测的初始缺陷数据,验证了所建立的有限元数值模型的可靠性和准确性;此外,通过大量参数分析计算了不同截面尺寸和长度的国产Q460高强钢焊接工字形截面轴压杆绕截面强轴和弱轴失稳的整体稳定承载力,并与国内外的钢结构设计规范柱子曲线进行比较。结果表明,该类轴压杆的整体稳定系数要明显高于相应的设计曲线,即相比具有相同正则化长细比的普通强度钢材轴压杆其整体稳定系数要有明显提高;给出了建议的柱子曲线类型,并在数值分析的基础上拟合新的柱子曲线,以为工程应用和规范修订提供参考。     

Q550钢焊接箱形截面压弯构件的局部稳定和屈曲后强度

通过12个Q550D钢短柱的单向偏压试验,研究高强钢焊接箱形截面压弯构件的局部稳定性能和极限承载力;将极限承载力与美国、欧洲和中国钢结构设计规范相关公式计算结果相比较,以验证各规范对Q550D钢焊接箱形截面压弯构件屈曲后强度计算的适用性。结果表明,在翼缘宽厚比b/t=27.9～56.1,腹板高厚比h/t=40.5～80.1,偏心距e_y=20～50mm,欧洲和中国规范中的相关公式有较高精度,仍然适用于550D钢焊接箱形截面压弯构件屈曲后强度计算,而美国规范中相关公式有时偏不安全。     

土钉支护整体稳定验算与局部稳定验算间的关系

针对现行基坑支护规程中关于土钉支护的设计验算,讨论了其整体稳定验算和局部稳定验算的必要性问题。研究表明:对于一般土钉支护,当土钉的破坏服从理想弹塑性或硬化弹塑性规律时,只需进行整体稳定验算,但满足局部稳定验算可使设计方案更为合理;当土钉的破坏呈软化规律时,整体稳定验算和局部稳定验算都是必要的,但当土体相对黏性较大时,只需按局部稳定验算来设计土钉支护结构,无需进行整体稳定验算。     

网壳结构的稳定性

通过荷载－位移全过程分析对各种形式网壳结构的稳定性能进行了深入研究。对复杂结构的全过程分析方法作了探讨,通过所完成的２８００余例各式网壳的全过程分析揭示了不同类型网壳结构稳定性能的基本特性,并提出了单层球面网壳、柱面网壳和椭圆抛物面网壳稳定性承载力的实用计算公式。     

修正的局部稳定性因子

1 INTRODUCTION With a great increase in the power of digital computers，the numerical analysis methods for the engineering purpose have been developed in the last decade. Especially，the stress analysis is one of the most popularly used numerical methods. The calculated results of the stress analysis are usually illustrated by stress contour. However，only stress is not enough to estimate the degree of safety or stability for the material strength depending on confining pressure. In suc…     

摩擦支承桩的稳定性研究

以m法为基础,用梁函数逼近桩变形曲线,较精确地分析了考虑桩侧摩阻力的桩的稳定性。分析表明,土的抗力增加,桩的刚度减小,桩失稳半波数增加,一般n<10。桩侧摩阻力,特别是负摩阻力对桩的稳定有实质性的影响。     

第六讲 框架稳定

本讲首先讲述了计算框架稳定的转角位移法,并以此为基础分析了典型框架的临界条件。对有水平荷载作用的框架,着重分析了非弹性稳定,介绍了二阶分析的简化方法,除竖载-侧移效应外,本讲还分析了轴力使构件刚度下降的二阶效应影响。     

张弦穹顶结构非线性稳定分析

在张弦穹顶结构静力计算的基础上,根据几何非线性以及材料非线性,对张弦穹顶的非线性稳定进行了深入系统的分析,包括结构参数对屈曲承载力的影响,并与相应的单层网壳结构进行了比较;采用弧长法对张弦穹顶结构荷载-位移全过程的平衡路径进行跟踪。分析结果可供实际工程参考。     

边坡稳定性的解析计算

对于边坡的平面和圆弧形滑裂面，采用解析方法建立了边坡安全系数的正确的解析表达式。对于平面滑动，给出了边坡的临界滑裂面和最小安全系数的解析算式：对于圆弧滑动，利用函数取极值的条件，提出了通过求解一个二元代数方程组来获得边坡的临界滑裂面和屉小安全系数。作为算例，对于纯粘性土边坡(φ=0)，建立了确定边坡临界滑裂面的迭代算式，并计算了某些边坡的临界滑裂面和最小安全系数。     

论滑坡稳定性分析方法

 以地质体的渐进、动态破坏为基本出发点,对滑坡的稳定性问题进行较为系统的讨论。通过具体滑坡现象和模型试验说明研究滑坡问题的复杂性;按照山体的破坏程度,划分包括既有破坏、局部再破坏、贯穿性破坏、离散性破坏和运动性破坏几种破坏形式,说明破坏类型的转化正是山体渐进破坏的过程;综合分析极限平衡法、有限元法、离散元法分析边坡稳定性的局限性;详细介绍基于连续介质的离散元法的特点;建议将滑坡体地表裂缝作为参数分析的基本参量;阐述分析运动性破坏的重要性;特别强调单纯靠计算方法不能解决工程问题,将计算模型与现场监测结果分析相结合,是正确判断山体当前状态、分析滑坡稳定性的有效途径。     

地下洞室围岩稳定性评判方法新探讨

基于以围岩出现一定塑性松动区时对变形作为标准的围岩稳定性评判新思路，根据芬纳公式和修正的芬纳公式建立能够综合反映地下洞室围岩变形模量、强度参数以及洞室埋深的围岩稳定性评价指标分析方法，并与经验方法、规范推荐方法进行对比分析。该评判方法在西安市黑河引水工程和四川紫坪铺水利枢纽工程中的成功应用，表明该评判方法较经验方法、规范推荐方法更为科学、可靠，更具有可操作性与实用性。     

楔形压杆的非弹性稳定研究

在已有的楔形单元弹性刚度方程的基础上,推导了它的弹塑性增量刚度方程,并利用所得到的结果研究了轴心和偏心楔形压杆在强轴平面内的非弹性稳定,得到了各种楔率下楔形压杆的柱子曲线和轴力-弯矩相关曲线.