T形截面轴压杆腹板的局部稳定性计算

根据现行《钢结构设计规范》(GBJ1 7— 88)对一边自由一边与其他板件相连的板件的宽厚比限值来校核由H型钢剖分的T形截面腹板的宽厚比 ,会发现很多截面都不满足要求 ,这使得H型钢的推广应用非常不利 ,与国外技术先进国家的实际应用也不一致。为此 ,对T形截面腹板的宽厚比从板件相互约束的角度进行了研究 ,提出了相应的宽厚比限值计算公式 ,供规范修订和工程应用时参考。     

大宽厚比H形截面短柱轴压性能研究

针对大宽厚比H形截面轴心受压构件,目前中国GB 50017—2017中尚未形成完整的设计方法,而在欧洲EN 1993-1-1和美国ANSI/AISC 360-16中未能充分考虑板件相关作用的影响。为确保此类构件在工程应用中的安全性,探讨以上规范计算方法的适用性,针对12个大宽厚比,即宽厚比超出GB 50017—2017板件宽厚比限值的H形截面短柱,开展了轴压试验研究,基于试验结果进行了有限元分析。研究结果表明：翼缘与腹板间的约束作用在不同宽厚比组合下存在差异,直接影响板件的屈曲荷载,进而影响构件的承载力;通过调整翼缘与腹板宽厚比组合,大宽厚比H形截面轴心受压短柱有较高的屈曲后承载力,甚至可以达到全截面塑性承载力;根据板件宽厚比相对大小不同,峰值荷载后大宽厚比H形截面轴心受压短柱荷载-位移曲线可分为有、无陡降段两种类型;通过有限元分析,得到了宽厚比对H形截面轴心受压短柱承载力的基本影响规律,提出了考虑板件相关作用的受压截面分类宽厚比限值;通过对不同规范轴心受压构件承载力计算结果的对比,发现欧洲EN 1993-1-1和美国ANSI/AISC 360—16对H形截面轴心受压短柱承载力的计算结...     

H形截面轴心压杆的板件宽厚比限值

本文采用ANSYS有限元法分析了H形截面轴心压杆的板件宽厚比限值。现行钢结构设计规范对H形截面压杆采用的等稳定原则将板件的局部稳定和杆件的整体稳定割裂开来,忽略了两者之间的相互影响。运用ANSYS进行弹塑性非线性分析,以新的思路确定了板件宽厚比限值,并拟合出了板件宽厚比限值的计算公式。     

不锈钢焊接H形截面柱滞回性能试验研究

为了研究不锈钢焊接H形截面柱的滞回性能,对10个不锈钢焊接H形截面柱进行了循环加载试验,分析了轴压比、翼缘宽厚比和腹板宽厚比对试件的破坏形态、承载力、耗能能力、塑性发展能力和延性的影响。结果表明：所有不锈钢焊接H形截面柱试件的破坏过程均为翼缘首先发生局部屈曲变形,然后腹板发生局部屈曲变形,屈曲变形形状均呈半正弦波状;板件宽厚比越大,试件达到破坏时的位移级和等效黏滞阻尼系数越小,位移延性系数和塑性发展系数越小,承载力退化越快;轴压比对试件的抗震性能影响显著,其影响规律与板件宽厚比的相似。对于不锈钢结构的抗震设计,建议在规定H形截面柱宽厚比限值时考虑轴压的影响。     

焊接H形截面纯弯钢构件弹塑性局部相关屈曲分析

采用ANSYS软件建立焊接H形截面纯弯钢构件有限元分析模型,模拟截面残余应力、板件初始缺陷和几何非线性,分析强翼缘弱腹板和弱翼缘强腹板两组构件的弹塑性局部相关屈曲性能,分别讨论腹板高厚比、翼缘宽厚比和相对宽厚比(腹板高厚比与翼缘宽厚比之比)对构件局部稳定系数的影响。研究结果表明,局部稳定系数随腹板高厚比或翼缘宽厚比增大而显著降低,与相对宽厚比基本成线性关系;两组局部稳定系数拟合公式相对误差为-1.19%~1.15%,精度较高;可以根据整体稳定性和局部相关稳定性近似相等的原则,确定腹板高厚比和翼缘宽厚比限值相关曲线;平面外整体长细比较小时,钢结构设计规范的腹板高厚比和翼缘宽厚比限值部分超越宽厚比限值相关曲线。     

轴心压杆板件宽厚比限值的统一分析

本文统一分析了轴心压杆三种常用截面的板件宽厚比限值.现行钢结构设计规范对H形截面和箱形截面采用两种不同准则,以致二者宽厚比限值的表达式存在质的区别.在综合运用两种准则并对板件间的约束作用细致分析的基础上,得出一系列实用的宽厚比限值的计算公式.此外,还对承载能力未用足的压杆,提出进一步放宽限值的系数.最后对两本国外新规范进行了评论.     

Q460高强度钢材工形压弯构件抗震性能的试验研究

为研究高强度钢材工形压弯构件的抗震性能,对6个Q460钢材工形压弯试件进行低周往复荷载试验研究,分析板件宽厚比、轴压比等因素对试件的破坏形态、耗能能力和抗震性能的影响,给出截面Np-Mp理论曲线并与试验结果进行对比。结果表明,Q460高强度钢材工形压弯构件具有很好的耗能能力和抗震性能,可以应用于抗震钢框架;且当翼缘和腹板宽厚比超限时,承载力退化仍然较慢,极限层间位移角明显大于1/50,表现出良好的抗震性能和极限承载能力;采用极限分析方法求得的Np-Mp曲线计算Q460钢材工形压弯构件平面内稳定承载力是偏于安全的。建议Q460钢材工形截面压弯构件的翼缘宽厚比限值为9,腹板宽厚比限值为33;同时建议抗震规范中钢柱的板件宽厚比限值应与轴压比相联系。     

Q550GJC焊接H形钢柱截面宽厚比限值分析

为研究屈服强度为550 MPa及以上的钢构件的局部屈曲,考虑到构件局部屈曲与其截面的板件宽厚比有密切联系,借助ANSYS有限元分析软件,对Q550GJC高强度焊接H形钢柱截面板件在地震作用下的宽厚比限值进行分析。通过考虑构件的材料非线性、几何非线性、初始几何缺陷和焊接残余应力等影响,对钢柱进行压弯滞回计算,得到构件的骨架曲线,并从中计算出构件的延性系数。结果表明:得到的Q550GJC焊接H形钢柱截面板件在地震作用下的宽厚比限值符合GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》的规定。     

我国钢结构设计规范中梁宽厚比限值问题的讨论

根据板件稳定理论可以知道，板件宽厚比较大，可能导致板件的局部屈曲先于整体屈曲发生，从而影响构件的整体承栽力，因此需要对板件的宽厚比进行限制。本文通过分析我国规范GB50017中对梁翼缘腹板宽厚比限值的理论推导，以及与北美规范中的宽厚比限值比较，发现我国规范中宽厚比限值偏于保守。     

压弯钢构件在循环荷载作用下的非线性弯扭屈曲

本文根据非线性有限元的基本理论,采用基于修正的拉格朗日法描述的八节点超参数壳体单元,考虑几何非线性和材料非线性,结合混合强化本构关系,编制了非线性有限元计算程序。对压弯钢构件在循环荷载作用下的弹塑性弯扭屈曲进行计算机模拟,系统分析了H形截面压弯钢构件的滞回特性,以及翼缘宽厚比、腹板高厚比、构件轴压比和长细比对压弯钢构件弯扭屈曲的影响规律。通过对计算结果的比较,提出了强烈地震条件下,H形截面压弯钢构件在循环荷载作用下保持整体稳定,满足延性要求,具有较高屈曲后强度的长细比和板件宽厚比限值。     

T形截面压杆的腹板局部屈曲

《结构设计规范》（ＧＢＪ１７－８８）对Ｔ形截面压杆腹板高厚比的限值规定得过严,影响剖分Ｔ型钢的推广应用。分析表明：Ｔ形截面压杆板件相关屈曲的临界应力等同于杆件绕剪心轴扭转屈曲的临界应力。当杆件满足弯扭屈曲验算要求后,一般无须再对局部稳定进行验算．但是,高厚比很大的硬板也有可能单独屈曲,因而仍然需要对腹板高厚比加以限制。为此提出了相应的建议。此外,还对Ｔ形截面压弯构件的腹板稳定进行了分析。     

初弯曲柱子流固砰击下弹塑性屈曲与屈后性能的研究

本文对带订初弯曲的柱子弹-塑性流固砰击屈曲与屈后性能进行了试验研究,根据初弯曲柱子试验的响应规律,提出了动力屈曲临界准则,动力塑性临界准则和塑性失效临界准则,并确定了相应的临界值。文中也考虑了初弯曲的大小对柱子动力屈曲和屈后性能的影响。     

Distortional buckling in braced-cantilever I-beams

This paper deals with distortional buckling of braced-cantilever monosymmetric I-beams under three types of load: a tip point load, a uniformly distributed load and a moment at the end. Top-flange and bottom-flange load positions are considered for the first two load cases. ABAQUS is used for the investigation. The effect of different types of bracing on buckling load is investigated. Results are compared with results from previous experimental investigations. It is also found that top lateral bracings are very effective for beam sections having larger bottom-flanges when a point load or a uniformly distributed load acts at the top-flange, and for the uniform moment case, except for the T-section or the inverted T-section cantilever beams. On the other hand, bottom lateral bracings are very effective for beam sections having larger top-flanges. When loads are placed at the bottom-flange, position of any kind of lateral bracing has practically no effect on the buckling capacity of a monosymmetric cantilever beam, except for the inverted T-section cantilever beams.     

Inelastic restrained distortional buckling of continuous composite T-beams

This paper develops a method of inelastic buckling analysis of thin-walled sections to study buckling characteristics of single span and two-span composite T-section beams in the inelastic range of structural response. The method is based on a bubble-augmented spline finite strip method, developed elsewhere by the authors, and confirmed as both accurate and efficient for the elastic buckling analysis of thin-walled structural members and plates. The method admits both flexural and membrane buckling deformations and it allows for consideration of structures with intermediate supports and a variety of boundary conditions that may be prescribed at the ends of plate assembly. The analysis includes the so-called Tendon Force Concept developed at Cambridge University for residual stresses caused by the process of fabrication, and the non-linear stress-strain properties of the structural steel from which the joist section is made. The inelastic restrained distortional buckling (RDB) of continuous composite T-section beams under transverse loading and moment gradient is investigated, and conclusions are drawn that address the influence of geometry, residual stresses, member length, the rigid restraint provided by the concrete and the degree of reinforcement in the concrete element.     

蜂窝梁腹板在纯弯状态下的屈曲性能分析

基于薄板的屈曲理论,通过有限元分析软件ANSYS对带有六边形孔的腹板进行了屈曲性能分析,求出了单孔及双孔腹板在纯弯作用下的屈曲形态和屈曲系数,并最终拟合了板的高厚比限值,可供有关设计参考。     

T形钢桁架连接节点分析

本文主要介绍T形钢桁架的特点,指出分析桁架节点的意义,对规范中没有提出计算方法的此类连接节点进行分析。重点对T形钢桁架的上弦节点进行探讨,提出了一种节点的简化模型计算方法,采用ANSYS软件进行有限元分析,通过节点的mises应力云图和位移变形图,了解节点在不同荷载作用下的应力分布规律,找出节点受力中最不利的环节,分析节点的受力特性,提出了相应的解决办法,特别是节点设计中的一些构造措施,可以为设计人员在节点设计时提供一些参考。     

基于ANSYS的钢结构平面外稳定分析

采用ANSYS中非线性屈曲分析、线性屈曲分析(特征值屈曲分析)两种方法来确定结构的临界荷载和结构发生屈曲响应时的特征形状。对ANSYS得到的临界荷载与理论公式的临界荷载进行比较。用ANSYS非线性屈曲分析程序计算压弯构件的临界荷载。然后利用ANSYS有限元程序和GB 50017-2003《钢结构设计规范》对单跨对称门式刚架进行平面外稳定分析。     

基于ANSYS的脚手架钢管的屈曲分析

针对脚手架工程常用的钢管进行了有限元模拟,用ANSYS有限元软件模拟了该杆件在特定工况下的失稳情况,并进行了特征值理论计算、特征值屈曲计算及非线性屈曲分析,进而得出不同程度初始缺陷对杆件稳定性能的影响程度。     

预应力混凝土T型柱框架结构性能研究

在深入研究预应力混凝土T型柱框架结构非线性有限元分析理论后,得到了描述预应力混凝土T型柱框架结构工作性能的方法,用FORTRAN 90编制相应的计算程序。用该程序进行大量的计算分析,分别在各种不同方式荷载作用下和不同的柱截面、跨度、柱纵筋量、梁预应力筋量等因素的情况下,对预应力混凝土T型柱框架结构体系结构性能进行了探讨研究。可为设计工作提供参考。     

薄壁钢梁中的横向正应力及其对强度和稳定性的影响

对工字形钢梁在横向分布和集中荷载作用下 ,各板件内的横向正应力进行了分析和比较 ,指出了在支座截面和跨中集中荷载作用截面 ,有时必须考虑这个横向正应力的影响。还对横向正应力对钢梁整体稳定性的影响采用板件稳定理论的方法进行了研究 ,并发现它对单轴对称截面的钢梁 ,在横向荷载作用下的稳定性有很大的影响。提出的钢梁稳定理论的新的表述 ,证实了传统的稳定理论 ,并且与采用ANSYS板壳单元进行的稳定性分析结果一致