局部锈蚀腹板剪切屈曲性能和强度的试验评估

对板梁样本进行剪切荷载试验,从而评估局部锈蚀腹板包括剪切屈曲临界荷载和抗剪强度在内的抗剪性能。同时对与腹板锈蚀损害相关的剪切失效模式进行检验。根据板梁桥上腹板的锈蚀形式,对5个由不同锈蚀高度和平均锈蚀深度的锈蚀腹板组装而成的板梁样本进行剪切荷载试验,记录和评估试验所得的剪切屈曲临界荷载和抗剪强度,并与设计规范相比较。试验结果显示,有锈蚀板的钢板梁比无锈蚀钢板的剪切失效区域更大,且前者的失效区域趋向较低的腹板。前者减少了10%以上的剪切屈曲强度,而后者由于腹板厚度的减小也减小了其抗剪强度。     

梯形波纹腹板钢梁弹性局部剪切屈曲计算分析

与平腹板钢梁相比,梯形波纹腹板钢梁腹板局部剪切屈曲性能有所提高。弹性局部剪切屈曲是梯形波纹腹板钢梁设计计算基础,本文运用ANSYS有限元计算分析梯形波纹腹板钢梁弹性局部剪切屈曲,并与经典公式进行计算对比,发现经典公式计算值与ANSYS有限元计算结果存在较大偏差。由于存在"手风琴效应",腹板承担的弯矩相对较小,以致在腹板局部剪切屈曲计算中通常被忽视,这种方法是否适用于所有梯形波纹腹板钢梁及其所造成的计算偏差值得研究。本文从荷载条件、波折角大小、腹板尺寸以及翼缘尺寸等方面对影响梯形波纹腹板弹性局部剪切屈曲的因素进行计算分析。分析表明,上述影响因素与腹板弯矩相关,而腹板弯矩的存在将影响腹板弹性局部剪切屈曲。     

局部锈蚀影响下钢箱梁抗剪性能试验研究

为研究局部锈蚀的钢箱梁腹板的抗剪性能,对6个腹板不同锈蚀程度的钢箱梁进行试验,对比锈蚀深度、锈蚀体积损伤程度等参数在局部锈蚀影响下钢箱梁抗剪极限承载力的变化趋势以及钢箱梁腹板破坏形态的影响。结果表明:6个钢箱梁试件的腹板均呈现出典型的剪切破坏模式,腹板均出现了对角张力场;锈蚀深度是影响试件腹板正中主应变的关键因素;锈蚀体积损伤程度是影响钢箱梁腹板屈曲形状、抗剪屈服承载力以及抗剪极限承载力的关键因素。     

格构增强型泡沫夹层结构腹板剪切屈曲分析

基于双参数地基模型,分析了格构式增强型泡沫夹层结构的腹板在纯剪作用下的弹性稳定问题,讨论了泡沫芯材的存在对夹层结构腹板剪切稳定的影响规律、该理论分析模型的适用条件,通过有限元方法验证了该模型分析结果的合理性。分析表明,泡沫芯材的存在可以有效提高腹板的剪切稳定性能。即使芯材弹性模量较低,其提供的剪切刚度对于腹板的稳定也有着重要意义。随着腹板高厚比和芯材弹性模量的增加,泡沫对腹板提供的法向刚度控制作用越明显。芯材厚度是该模型结果准确与否的重要前提。从工程实用的角度,腹板区格的长高比对腹板剪切稳定的影响可以忽略不计。     

应力梯度下不锈钢梁腹板局部屈曲强度

研究应力梯度下不锈钢梁腹板的局部屈曲强度。由于比例极限相对较低,应力作用下不锈钢的承载能力超出了比例极限。因此,设计时应考虑这类钢材的非弹性屈曲强度。为确定这一强度,在进行局部屈曲计算时,通常采用塑性折减系数来考虑其非弹性后屈曲性能。研究选用的钢材有AISI304型、410型和3CR12不锈钢。选择合适的截面尺寸以促进局部屈曲,并抑制其他形式的屈曲(如畸变和侧向扭转屈曲)。为研究不同长细比的槽钢,采用不同的腹板高度。研究结果表明,可采用有效宽度法来预测不锈钢梁腹板的局部屈曲强度,而无需使用塑性折减系数。     

波形钢腹板箱梁腹板剪切屈曲的国内外研究现状

文章针对国内外对波形钢腹板箱梁腹板的剪切屈曲的基本理论、研究现状等方面进行综述,并提出一些新的研究内容。     

工字梁腹板和钢板剪力墙剪切屈曲系数分析

目前工字梁腹板和钢板剪力墙抗剪设计中分别假定翼缘和周边框架为钢板提供简支约束,再通过乘以1.23的嵌固系数来考虑周边构件的约束作用,而不考虑翼缘或周边框架的刚度。本文对剪切荷载作用下工字梁腹板和钢板剪力墙的弹性屈曲进行了有限元分析,指出与周边构件扭转刚度和钢板弯曲刚度的比值有关的参数β可以准确地衡量周边构件对钢板的约束程度。在对1000多个模型计算结果分析的基础上,给出了工字梁腹板和钢板剪力墙剪切屈曲系数随参数β的变化规律。     

钢-混凝土连续组合梁腹板局部屈曲分析

对连续组合梁负弯矩区钢腹板的稳定性进行了研究,分析了负弯矩区钢粱腹板在弯曲、轴向压力和剪切作用下的力学性能,提出了组合梁腹板在各种荷载作用下的局部稳定性简化计算模型,建立了非均匀受压、纯剪和弯剪复合受力状态下的临界屈曲应力计算公式;分别计算了钢梁腹板在非均匀受压和纯剪状态下的弹性屈曲系数,并根据偏心受压与剪切作用下的相关方程计算了钢梁腹板在复杂应力状态下的弹性屈曲系数;基于屈曲分析结果,提出了组合梁在弹性受力阶段钢梁腹板不设横向加劲肋的高厚比限值.结果表明:采用该方法确定的钢梁腹板高厚比更具合理性,且计算过程简单,结果偏于安全.     

顶推法施工中钢箱梁局部屈曲分析

以某钢箱梁顶推为工程依托,针对顶推过程中由于临时支架、钢箱梁本身线型误差、以及钢箱梁在吊装、焊接过程中的施工误差,导致箱梁与滑板之间的面接触变为点接触,甚至出现脱空的现象,致使支反力重分布,进而导致局部屈曲。采用三维精细有限元板壳模型模拟钢箱梁顶推施工过程,建立精细局部模型对支点处局部屈曲状态进行仿真分析,并建议在通过滑道的底板上增加平行及垂直于腹板的加劲肋。该建议被采纳实施后,取得了良好的施工效果,可供同类工程项目借鉴。     

边界条件对局部腐蚀腹板剪切破坏性能的影响

根据腐蚀的腹板和腹板边界条件,对局部腐蚀腹板的剪切屈曲性能和剪切破坏模式进行了非线性有限元分析。定量地评估腐蚀腹板的剪切屈曲性能时,考虑了腹板的纵向腐蚀和三角形腐蚀。对于纵向腐蚀的腹板,取决于其腐蚀条件以及边界条件,其剪切屈曲强度仅减少约9%~16%。腹板的斜拉应力扩展、逐渐变得扭曲,出现明显的剪切-屈曲形状。特别地,在腹板-翼缘分开的边界条件下,出现平面外位移,变形表现出不同的剪切屈曲模态,例如,上部出现斜拉应力、下部出现较大的三角形横向位移。另一方面,三角形腐蚀对腐蚀腹板的剪切屈曲抗力影响甚微,因为这种腐蚀模型不影响腹板的斜拉应力。     

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。     

钢箱梁简单板件局部屈曲系数公式推导

文章利用能量法推导了不同边界条件钢箱梁压弯简单板件屈曲系数计算公式,由于能量法推导得到的简单板屈曲系数计算公式较复杂,通过与已有相关公式的分析,将这些公式进行拟合简化,得到了便于手算的形式。     

锈蚀钢箱梁桥的极限强度分析

结构可靠性理论可有效地评估结构老化的程度。通过研究给出一个程序,用于评估存在部分腐蚀板构件的钢箱梁桥的极限强度的可靠性。基于腐蚀和强度衰减的解析式,提出一种确定钢箱梁极限强度的概率模型。研究内容包括典型结构选型、极限状态方程、腐蚀钢箱梁抵抗模型的发展、可靠性分析法的发展、选定桥梁的可靠性分析和可靠性时程曲线的发展,以及腐蚀引起的结构退化。研究结果较好地预测退化钢箱型梁桥的使用年限和可靠性设计优化方案的发展。     

梯形波纹钢腹板弹性剪切屈曲强度的数值模拟研究

波纹钢腹板弹性剪切屈曲强度的计算方法是腹板设计的关键问题。目前波纹钢腹板弹性剪切屈曲强度理论公式已基本成形,但公式中唯一参数n的取值存在一定争议。本文建立有限元分析模型,模拟分析出波纹钢腹板弹性剪切屈曲强度。将不同n值下的弹性剪切屈曲强度公式计算结果与数值结果进行对比,得到最优参数n值,结果表明:最优n值下的波纹钢腹板弹性剪切屈曲强度理论公式综合考虑了三种剪切屈曲模式,公式精度较高,可供工程设计参考。     

火灾下蜂窝钢梁腹板屈曲性能研究

通过有限元方法研究火灾下无防火保护蜂窝钢梁孔间腹板屈曲性能及屈曲温度。首先采用有限元传热分析,获得标准火灾下无防火保护蜂窝梁不同受火时刻的三维有限元温度分析结果,然后采用有限元受力分析确定三维有限元温度分析结果下蜂窝梁孔间腹板的受力性能和屈曲温度。传热分布结果表明,开孔后增加了孔洞周边厚度方向上腹板与空气间的热量交换,使得腹板升温速率明显大于翼缘。火灾下结构受力分析结果表明,由于钢材的力学性能随温度升高而降低,而且中心腹板升温速率快使蜂窝梁更易发生孔间腹板屈曲破坏。蜂窝梁的屈曲温度随孔间距及腹板厚度的增大而增大。通过对采用三维有限元温度分布与均匀温度分布的蜂窝梁进行对比分析,结果表明,由于不均匀温度分布使得沿腹板高度产生附加热应力,从而使得孔间腹板屈曲变形增大。     

新型波形腹板钢箱梁焊接质量控制措施分析

泾河特大桥第5联～第7联为新型波形腹板钢箱梁,而钢箱梁构件的安装过程中焊接工作量较大,对焊接质量的要求也较高,论文针对该桥的焊接结构特点,提出了拟执行的焊接质量控制措施,包括选择匹配的焊材和工艺,按照工艺评定试验结果编制详细焊接工艺规程,完善焊接质量控制措施等,以保证焊接质量和桥梁安全.     

连续双工字钢—混组合梁桥腹板局部屈曲研究

对比分析了《公路钢结构桥梁设计规范》《钢结构设计标准》《欧洲规范》中"钢梁腹板区格局部屈曲"验算公式的安全度水平,总结出了修正《公路钢结构桥梁设计规范》关于钢梁腹板局部屈曲验算公式的两种有效方法。     

火灾下螺栓连接蜂窝梁孔间腹板屈曲性能分析

采用有限元方法研究了火灾下螺栓连接蜂窝梁的屈曲性能,并与传统焊接蜂窝梁进行了比较,分析了不同连接方式对蜂窝梁孔间腹板的屈曲模式和屈曲温度的影响。除焊接连接蜂窝梁外,还对上、下两T形部分采用螺栓搭接连接、借助单侧拼接板对接连接和借助双侧拼接板对接连接的蜂窝梁进行了研究。对焊接连接蜂窝梁和螺栓连接蜂窝梁,均假设腹板孔间温度均匀分布。分析结果表明:在相同截面尺寸情况下,螺栓连接蜂窝梁几乎具有与传统焊接蜂窝梁相同的抗火性能;借助单侧拼接板和借助双侧拼接板对接连接的蜂窝梁的屈曲温度略大于传统焊接蜂窝梁的屈曲温度;而采用螺栓搭接连接蜂窝梁孔间腹板的屈曲温度稍低于焊接连接蜂窝梁的屈曲温度。     

纯弯状态下蜂窝梁腹板的弹性屈曲分析

针对蜂窝梁腹板在纯弯状态下的弹性屈曲,利用ANSYS 15.0建立了正六边形孔蜂窝梁腹板在纯弯应力状态下的有限元模型,研究了四边简支开孔板在纯弯状态下的屈曲模式,分析了孔洞尺寸对蜂窝梁腹板屈曲临界应力的影响,提出了纯弯状态下开孔板的屈曲系数计算式,得到了蜂窝梁开孔腹板在纯弯状态下的高厚比限值。研究表明:无论开孔数目多少,最大平面外屈曲位移均发生在各孔洞正上边缘;蜂窝梁腹板高厚比是影响开孔板屈曲临界应力的主要因素,建议对于弯矩作用较大的蜂窝梁腹板取0.6γ0.7,0.7β0.8的孔洞尺寸容易实现稳定性和经济性要求(γ为孔高比,β为距高比);拟合出的开孔板屈曲系数计算式,误差不超过5%,具有良好的精度。