钢檩条的概念设计及计算方法

介绍了檩条的选型,拉条的布置,檩条挠度起控制作用与强度(或稳定)起控制作用的用材选择。总结了檩条在竖向荷载工况下、恒载与风吸力工况下的计算方法,檩条整体稳定验算时,拉条的布置与檩条的平面外计算长度的确定。给出了檩条计算算例。计算表明,在竖向荷载及风吸力均较大时,可采用双层檩条体系。     

设置两根拉条的C型冷弯薄壁型钢檩条的弯扭屈曲

拉条被广泛用于增强冷弯薄壁檩条的侧向刚度,现有方法常将其视为檩条的侧向刚性支撑。然而研究表明,拉条连接位置附近檩条腹板的局部变形会显著降低拉条对檩条的侧向支撑作用,因而需采用拉条的有效刚度。为此,对在跨度两个三等分点截面分别设置拉条的C形截面冷弯薄壁檩条的弯扭屈曲进行研究,其中考虑拉条有效刚度的影响。首先,在现有文献的基础上,提出了适用于设置两根拉条的C型檩条的弯扭屈曲总势能;其次,利用总势能编制了有限元程序;然后,提出了设置两根拉条的C型檩条弯扭屈曲临界弯矩的计算式。最后利用ANSYS板壳单元和编制的有限元程序对所提出的总势能以及临界弯矩计算公式进行验证。     

拉条和屋面板联合作用下檩条的屈曲性能研究

钢结构屋盖系统中檩条的跨度通常较大,在弯矩和轴力作用下容易发生屈曲。其稳定性通过两个方面来保证,一方面与之相连的屋面板为其提供均布的弹性约束,另一方面在檩条的腹板位置设置拉条来维持屋面系统的稳定性,相当于在檩条跨中侧面附加了一个弹簧,提供其侧向稳定。建立屋盖系统中檩条的隔离模型,分析檩条在屋面板和拉条联合作用下屈曲荷载的提高程度,验证了拉条能够对檩条稳定性起实际作用,但存在一个门槛刚度,当拉条的约束程度增加使檩条刚度达到此刚度后,再增加拉条约束对檩条的临界荷载的提高没有任何作用。此结论可为檩条和拉条稳定性设计提供理论依据。     

风吸力作用薄壁卷边C型檩条承载力分析和设计建议

以工程实践中常用的 6m跨C1 60× 70× 2 0× 3卷边檩条为研究对象 ,在风吸力作用下 ,考虑檩条的支座连接条件、拉条刚度、拉条布置位置、屋面对檩条有无侧移约束作用等因素 ,采用ANSYS5 7通用程序进行了大量双重非线性分析 ,给出了各种荷载条件下的拉条内力、檩条的极限承载力和轴压 横向荷载线性相关表达式 ,并提出了一些可供实用设计参考的建议     

拉条布置方式对屋面均布荷载下檩条承载力的影响

将拉条连接点作为檩条的侧向约束点,已有的试验研究表明拉条不能完全阻止檩条的侧移。采用有限元软件建立了20榀分别设置上下双层平行拉条、上下对拉拉条以及三角形拉条三种拉条布置方式的檩条屋面结构模型,对比了不同模型的荷载-位移曲线、极限承载力以及失效模式。分析结果表明:上下双层平行拉条檩条在均布荷载下会出现明显的侧移和转动,其承载力远小于按GB 50018—2012《冷弯薄壁型钢结构技术规范》计算的承载力;三角形拉条檩条在均布荷载下的侧移量最小且没有转动,其承载力比按GB 50018—2012计算的承载力大10%左右。     

设置两拉条的C形截面檩条绕上翼缘的扭转分析

对屋面板采用自攻螺钉与檩条上翼缘相连且设置两根拉条的简支檩条,在风吸力作用下的应力和变形进行分析,并与有限元分析结果进行对比。分析发现,绕上翼缘扭转的理论能够比较准确地预测下翼缘的侧向变形、拉条反力和非拉条附近的屋面板反力。拉条截面下翼缘卷边的压应力最大,采用EC3方法计算的压应力与ANSYS的结果符合;拉条截面上翼缘卷边的拉应力最大,必须考虑畸变的影响,且必须采用弯扭理论求解并计算出拉条反力,才能引入畸变正应力。     

风吸力下跨中设置一根拉条的连续两跨C形檩条的弯扭屈曲

采用开口薄壁杆件理论及考虑腹板局部变形的拉条有效刚度,提出单跨跨中设置拉条的连续两跨C形冷弯薄壁檩条的弯扭屈曲的总势能;经过ANSYS的壳单元分析,从广泛的参数范围考察了檩条的屈曲模态;应用Ritz法得到风吸力作用下连续两跨C形檩条的近似临界荷载计算式,并将其临界弯矩与半跨纯弯简支檩条的临界弯矩进行比较,最终得到临界弯矩系数。     

拉条在檩条侧向稳定中的作用

通过将檩条受压下翼缘作为压杆,拉条作为规则布置的侧向弹簧支座,分析了使得压杆计算长度等于拉条间距的侧向弹簧支座的门槛刚度,以及刚度达不到门槛值时的临界荷载与弹簧刚度之间的关系。对厚度是1.5³ mm,截面高度是1403 mm,截面高度是140²50 mm的24个规格檩条进行了计算,对拉条刚度是否能够达到门槛刚度进行了判定。结果表明,在檩条截面较薄、拉条位置靠近拉条中心、拉条间距较小时,拉条不能起到檩条稳定性计算的侧向支座的作用,设计中应采取措施。     

跨中设拉条简支Z形檩条绕强迫轴的弯曲和扭转

将连接在檩条腹板上的拉条看成是檩条的侧向弹性支座,根据板壳理论推导檩条腹板变形,得到考虑腹板变形的拉条刚度,经过数值分析修正,提出具有很好精度的拉条刚度计算公式。Z形截面檩条在风吸力作用下,拉条内的反力很小,因此将拉条简化为侧向刚性支承还是弹性支承,对应力的影响非常有限,拉条截面的畸变变形也很小。对于Z形截面的应力计算,EC3规程采用的计算方法、双向弯扭的计算方法以及绕平行轴单向弯曲的计算方法,应力结果都有良好的精度。     

跨中设拉条C形截面简支檩条绕强迫轴的弯曲和扭转

分析跨中设置1道拉条的C形截面檩条承受风吸力的情况(拉条作为檩条的侧向弹性支座),将分析结果与ANSYS板壳有限元的分析结果进行对比。结果表明:除拉条截面及两端支座附近外,上翼缘水平反力与ANSYS模型的结果符合很好,拉条反力也符合;C形截面沿檩条长度的应力,除拉条截面及附近区域外,弯扭理论分析与ANSYS有限元分析结果吻合;在拉条截面,卷边尖端的应力受畸变影响很大;C形截面压应力控制点采用EC3的方法总是偏于安全;但拉应力控制点是上翼缘卷边尖端,应在单向弯曲应力计算公式上增加畸变应力。     

H型钢开坯轧制变形分析

借助有限元分析软件MSC SuperForm2 0 0 2对H型钢开坯轧制进行了模拟。分析了金属变形特点和轧件充满情况。研究表明 ,箱形孔中轧件腹板的变形与宽展较小 ,异形孔中轧件腹板与翼缘的的变形很不一致 ,腹板出变形区后厚度存在反弹增加现象。异形孔中轧件不能很好地充满孔型 ,异形孔中轧制压力较大。     

建筑物纠偏常用方法及其应用

根据以往的一些建筑纠偏的工程经验 ,本文总结了建筑物倾斜原因及对几种常用的建筑物纠偏方法进行了分析和探讨 ,并列举了相应实例 ,以供有关设计人员参考。     

中科院图书馆、档案馆工程钢结构连廊吊装方案的选择

通过对中科院图书馆、档案馆工程钢结构连廊吊装方案的讨论 ,针对在市区钢结构施工中受到的外部环境的制约因素 ,探索了一种在市区进行大跨度钢结构施工的方案 ,并提出了建议 ,可为类似工程提供参考。     

基础大体积混凝土粗骨料的选择

骨料的粒径大小和骨料的品种不同,对基础大体积混凝土的抗裂性影响较大,骨料的粒径增大,将影响到混凝土的极限拉伸能力,骨料品种的热胀系数过大,也将影响到基础大体积混凝土的抗裂性,为提高基础大体积混凝土极限抗拉能力应选择合适骨料粒径和骨料品种,并进行最佳级配。     

倾斜撑杆式索穹顶结构节点及张拉模拟

分析了索穹顶结构节点的特点,设计了适合倾斜撑杆式索穹顶的节点形式。另外对倾斜撑杆式索穹顶结构的施工张拉方法进行了探讨和研究。利用有限元分析软件对3类施工张拉方案进行模拟,分析内力变化规律,评价各种张拉方案的施工可行性,并给出了建议张拉方案。     

关于浓差能本质及浓差能理论转换效率的再研究

浓差能是一种具有许多独特优点而表现形式较为抽象的新型能源,目前已日益引起人们的兴趣和重视。本文在文献(3)基础上,对浓差能本质及浓差能理论转换效率作了进一步的研究,内容包括两方面:1)对浓差能与机械能在本质上完全一致的观点提出了较严格的证明;2)推导出以膜法为基础的浓差能理论转换效率公式,指出任何理想转换机器在其最大功率输出点处的转换效率均不可能超过η=K/(1 K),这里K是与渗透过程有关的参数。     

某图书馆圆形楼盖设计

本文介绍了黑龙江省铁力市第一中学图书馆圆形预应力井式梁板楼(屋)盖应用SAP2 0 0 0软件及有关规范的设计过程。给出了该预应力井式梁板结构的材料选择、预应力工艺选择、预应力筋的线型选择、荷载取值与内力计算、预应力筋与非预应力筋的选配等设计计算的思路和方法,可供建造同类工程时参考。     

脆性岩石扩容起始应力预测——以花岗岩和闪长岩为例

 采用TAW–2000电液伺服岩石三轴试验机,通过32组花岗岩和闪长岩的物性及单轴压缩试验测试,获得岩石的特征物理力学参数。在此基础上,揭示岩石扩容起始应力与弹性模量、泊松比和孔隙度的关系,建立花岗岩和闪长岩的扩容起始应力预测方程。研究结果表明：(1) 弹性模量作为岩石的弹性基质刚度的反映,包括颗粒间的接触刚度和颗粒间基质的刚度,孔隙度作为岩石内部孔洞空间的体积测量指标,是岩石内初始的微裂纹、微孔洞及张开裂纹的综合反映,一定程度上可以反映初始损伤的程度,二者与岩石的扩容起始应力密切相关;(2) 扩容起始应力与弹性模量呈正相关,而与孔隙度呈负相关,当弹性模量最小而孔隙度最大时对应最小的扩容应力值,反之调整;(3) 通过逐步数据拟合分析得出扩容应力的预测模型,通过与试验结果的对比分析,证明预测模型的可靠性。在弹性模量、孔隙度和泊松比已知的前提下,可以先验地对扩容起始应力进行预测,为扩容起始应力的求解提供一条新的思路。     

节点法一些具体问题的处理

本文阐述城市煤气管网水力计算节点法的基本原理以及在实际应用中一些具体问题的处理方法。     

蜂窝梁的挠度影响因素分析

对蜂窝梁挠度的4个影响因素:蜂窝梁的扩张比,孔的类型,蜂窝梁的高跨比,剪跨比进行分析比较,并与等截面实腹式梁的挠度进行对比,得出蜂窝梁的扩张比、高跨比对挠度影响较大,并指出蜂窝梁扩张比的合适范围及挠度扩大系数α值的变化规律。