改进的压弯构件弯扭屈曲相关公式

导出了薄壁压弯构件弯扭屈曲问题计算的理论相关公式。在此基础上,提出了实用相关公式并证明了它的实用性。该式克服了现行压弯构件弯扭屈曲相关公式的不安全性以及有时过分保守性的缺陷。     

复合荷载作用下简支钢梁弹性弯扭屈曲研究

为建立复合荷载作用下简支钢梁弹性弯扭屈曲的设计理论,提出不同类型、不同作用点的横向荷载和不等端弯矩共同作用下的弯扭屈曲总势能方程。采用Rayleigh-Ritz法推导复合荷载作用下临界弯矩M_cr的通用计算式及系数（参数）C₁′、C₂′a、C₃′的计算式,并得到复合荷载作用的C₁′、C₂′a、C₃′与单一荷载作用的系数C₁、C₂、C₃的关系。采用Rayleigh-Ritz法推导临界荷载的通用计算式,并通过数值算例验证其正确性,最后分析钢梁自重对弯扭屈曲临界荷载的影响。研究表明：复合荷载作用下的临界弯矩Mcr通用计算式可完全采用单一荷载作用下的M_cr通用计算式表示;钢梁自重对其弯扭屈曲临界荷载的影响较小,计算中可忽略不计。     

薄壁悬臂构件的弹性弯—扭屈曲作用

以往的研究表明,广泛用于分析薄壁梁的弯一扭屈曲作用的两个差异不大的具有代表性的理论,用于评估具有单轴对称横截面的简支梁的临界荷载时,会导致两种不同的解决方案。这两种解决方案可能会导致在这些单轴对称梁中出现有明显差异的临界荷载。基于屈曲分析中所采用的经典变分原理,作者提出一个新的理论,用于分析薄壁构件的弯一扭屈曲作用。文中采用了这三个理论来分析悬臂结构的弯一扭屈曲作用。首先进行简短回顾,并使用三种不同理论对薄壁悬臂结构的弯一扭屈曲作用进行详细的对比分析。在纯弯曲和两种典型的横向分布荷载作用下对悬臂结构的屈曲进行分析,表明三种理论的确存在差异。采用第三种理论,考虑梁长度的变化和沿梁横截面纵轴的加载位置,对两种典型的横向分布荷载下双向对称悬臂结构的临界荷载进行预测,与现有解决方案和有限元分析所得到的关键结果进行对比,可知将新方法具有：良好的准确性和易用性等优点。     

复合荷载作用下双轴对称工字形悬臂梁的弯扭屈曲分析

基于能量变分法,推导了均布荷载和端部作用集中荷载下的双轴对称工字形截面悬臂钢梁的弯扭屈曲总势能方程,其中截面弯扭屈曲变形的位移和转角分别选用一项和无穷项傅里叶级数来表达模态试函数.根据最小势能原理无量纲化后,获得复合荷载作用下悬臂钢梁无量纲的临界荷载的解析解;通过无穷级数形式解答的无量纲临界弯矩的解析解进行收敛性分析,...     

复合荷载作用下钢梁弯扭屈曲临界弯矩研究

基于由完备的复合荷载作用下钢梁弯扭屈曲总势能方程推导的平衡微分方程,采用Galerkin法推导了考虑横向荷载作用点高度和横截面不对称参数的复合荷载作用下钢梁弯扭屈曲临界弯矩的计算式,建立了等效弯矩系数的计算理论。依据等效弯矩系数的计算理论确定了7种常见工况的等效弯矩系数理论计算式并给出了6种特殊工况的Cb实用计算式,从Cb计算式的计算精度、适用范围和形式三个方面对国内外文献的Cb计算式进行对比,验证了等效弯矩系数理论的正确性并提出了Cb计算式的选用准则,最后通过2个数值算例验证了复合荷载作用下钢梁临界弯矩Mcr计算式的正确性和Cb计算式选用准则的合理性。结果表明：考虑了横向荷载作用点高度和横截面不对称参数的复合荷载作用下钢梁弯扭屈曲临界弯矩的计算式形式简单、物理意义明确且便于计算;Cb实用计算式的适用范围广且精度高;等效弯矩系数的选用准则合理、有效。     

切口梁弯扭屈曲承载力参数分析

利用有限元方法,对切口梁进行弯扭屈曲分析。研究表明:切口长度、切口高度、梁的跨度对切口梁弯扭屈曲承载力有着重要的影响。与试验结果的对比验证了计算结果的准确性和适用性。根据有限元数据结果,提出了切口梁整体稳定系数计算公式。     

单轴对称截面圆弧拱弹性弯扭屈曲临界荷载

为了研究均布径向压力作用下的单轴对称截面均匀受压圆弧拱的弹性弯扭屈曲临界荷载,为一般荷载作用下压弯钢拱的稳定承载力设计奠定基础,采用平衡法推导得到了均匀受压圆弧拱的面外屈曲临界荷载的理论解.在微元段受力平衡的基础上,建立了任意轴线形状、截面形式的曲线构件的平衡方程,代入截面变形条件、内力与变形条件推导出了单轴对称截面均...     

切口梁弯扭屈曲承载力参数分析

利用有限元方法,对切口梁进行弯扭屈曲分析.研究表明:切口长度、切口高度、梁的跨度对切口梁弯扭屈曲承载力有着重要的影响.与试验结果的对比验证了计算结果的准确性和适用性.根据有限元数据结果,提出了切口梁整体稳定系数计算公式.     

压弯扭复合荷载作用下钢管约束钢筋混凝土柱的承载力及弯扭相关关系研究

以4个钢管约束钢筋混凝土柱(STRC)在弯扭和压弯扭复合荷载作用下的试验研究为基础,采用有限元软件ABAQUS建立了钢管约束钢筋混凝土柱的有限元模型,分别模拟试件在弯扭以及压弯扭复合荷载作用下的破坏模式和承载能力,与试验结果进行对比,验证了有限元模型的正确性。通过有限元模型参数化分析,研究钢管强度、钢管厚度、截面尺寸、混凝土强度、纵筋直径与屈服强度、箍筋直径与屈服强度以及轴力等因素对复合荷载作用下承载力的影响。研究结果表明,钢管厚度、截面尺寸、纵筋的直径与屈服强度以及轴压力是影响复合荷载作用下承载力的主要因素。当圆形截面STRC柱的轴压力达到0.3N_u(N_u为柱轴压承载力)或方形截面STRC柱的轴压力达到0.5N_u时,柱的承载力达到最大。在不同因素的影响下,相同荷载作用下钢管约束钢筋混凝土柱的受弯承载力和受扭承载力之间的相关关系基本一致。     

拉弯构件的弯扭失稳计算

根据拉弯与压弯构件弯扭失稳的相似性 ,推导出弯扭失稳时拉力与弯矩的理论相关公式 ,并采用有限元法对公式进行了验证 ;参考现行钢结构设计规范提出了设计用的拉力弯矩相关公式 ,与欧洲规范EC3的公式进行了比较。结果表明 ,在弹性阶段 ,双轴对称截面的计算公式更加接近有限元计算结果 ,而对于单轴对称截面和T形截面 ,EC3的公式有时偏于不安全。     

双肢拼合热轧槽钢梁受弯性能的非线性有限元分析

为了研究一种新型装配式梁板集成组合楼盖中双肢拼合热轧槽钢梁的受弯性能,通过有限元软件ABAQUS对拼合梁进行数值分析,考察了螺栓间距、螺栓预紧力、螺栓种类和螺栓布置方式对双肢拼合热轧槽钢梁的破坏模式和极限受弯承载力的影响。结果表明:试件极限受弯承载力低于同截面整梁,且其破坏模式均为弯扭失稳破坏;双肢拼合热轧槽钢梁的极限受弯承载力与单槽钢梁相比具有"1+1≥2"的拼合效应;螺栓间距对双肢拼合热轧槽钢梁的承载力影响较大,而螺栓预紧力、螺栓种类和螺栓布置方式对其影响较小。     

再生混凝土梁抗弯性能非线性有限元分析

采用有限元软件ANSYS对再生混凝土梁的抗弯性能进行非线性有限元分析。针对不同的再生粗骨料取代率和纵向受拉钢筋配筋率,在其余试件参数完全相同的情况下,研究再生混凝土梁正截面的抗弯性能。分析结果表明再生混凝土梁与普通混凝土梁的变形和裂缝开展情况基本相同,但抗弯刚度和延性存在差异。随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土梁的抗弯刚度有下降的趋势,但延性有所提高。另外,随着纵向钢筋配筋率的增大,梁的抗弯承载力不断提高,但变形能力逐步下降。最后,再生混凝土梁的抗弯过程与普通混凝土梁基本相同,平截面假定仍然成立。     

循环荷载作用下偏心受压构件的滞回性能研究

利用双重非线性壳体有限元方法 ,对偏心受压钢构件在循环荷载作用下的滞回性能进行了计算机模拟 ,分析了H形截面偏心受压构件的滞回特性 ;得出了强烈地震作用下 ,构件翼缘宽厚比、腹板高厚比、轴压比和长细比等参数对H形截面偏心受压构件滞回性能的影响规律     

两侧嵌砌石膏板的冷成型钢墙架结构的性能及设计

石膏板是冷成型钢墙架体系中常用的一种嵌砌材料。在住宅、工业及商业建筑中,石膏板和卷边或者无卷边C型立柱一起构成承重或者非承重墙体。在这些墙架的设计中没有利用石膏板在承担轴向荷载方面的增强效应。试验研究表明当一侧或两侧有嵌砌石膏板时,立柱的抗压强度会大大提高。为了完全了解两侧嵌砌石膏板的墙架结构的性能,建立了一个有限元模型并用试验结果进行验证。接着应用有限元法进行了参数分析。本文详细介绍了两侧嵌砌石膏板的墙架结构的有限元建模及其分析结果。在澳大利亚/新西兰冷成型钢结构规范的规定内,基于适当的计算长度系数提出了一个设计方法来预测两侧嵌砌石膏板的钢墙架结构的极限承载力和破坏模式。     

大型钢板库屈曲分析

通过建立三维有限元模型,分别考虑对称荷载作用和非对称荷载作用两种工况对3万t圆筒式的钢板库进行了有限元屈曲分析,由分析结果得到筒仓最易发生失稳的部位.     

往复剪切荷载作用下双波形薄钢板的弹塑性屈曲行为

为研究双波形薄钢板在达到或接近钢材屈服时的弹塑性屈曲行为,完成了4个不同螺栓间距的双波形薄钢板试件和1个单片波形薄钢板试件在往复剪切荷载作用下的拟静力试验。结果表明:设计合理的双波形薄钢板能够先达到全截面屈服抗剪承载力,然后在往复剪切荷载作用下交替发生弹塑性局部剪切屈曲,形成X形屈曲褶皱及撕裂裂缝而破坏; 双波形薄钢板的极限抗剪承载力大于单片波形薄钢板的2倍,最大提高约18%; 双波形薄钢板的滞回曲线表现出一定的“捏拢”现象,在其抗剪承载力达到峰值之后,随着滞回圈数的增加其抗剪承载力和卸载刚度退化明显,但其等效黏滞阻尼系数无显著下降; 双波形薄钢板在剪切荷载作用下可分为弹性、弹塑性局部屈曲以及承载力退化3个工作阶段,由于波形钢板的“手风琴”效应,双波形薄钢板基本不具备屈曲后抗剪承载力,其极限抗剪承载力状态即为弹塑性局部剪切屈曲状态。     

混合式交错桁架体系在循环荷载下的非线性分析

对交错桁架结构抗震性能的研究很少。采用壳单元和梁单元相结合的三维非线性有限元分析模型,分析了一个混合式交错桁架结构在循环荷载作用下的性能,与试验结果比较表明,此计算模型精确、高效。对此模型进行了循环荷载下的滞回性能分析。结果表明,该结构体系具有较好的耗能能力和抗震性能。     

轴力和双向弯曲下工字钢承载力

确定钢横断面抵抗力的塑性准则常基于一些基本假设,例如,取决于内力和截面形状相互作用的塑性铰的发展,因此,需要对每种截面形式提出相应的特定方程。该文提出新的相互作用准则分析轴力或双向弯曲下工字钢的弹性和塑性极限状态(不包括屈曲现象)。首先,针对一些特殊的内力组合(例如:单向弯矩-轴力组合和双向弯矩),给出相应的塑性相互作用准则。这二种情况都给出了精确的计算公式(包含采用该研究假设的框架),将所有塑性相互作用准则与EC3中相应的塑性准则进行比较。然后,提出适用于轴力和双向弯曲共同作用时的简化且总的准则。新的简化的塑性准则及EC3中采用的相应的塑性准则与精确的数值解相比较,结果显示,简易塑性准则的计算结果较为精确。对EC3提出改进建议。     

铝合金轴压构件屈曲荷载计算方法

铝合金轴压构件在建筑工程中有着广泛应用,但由于其材料弹性模量低,稳定问题比钢结构更加突出。文中对铝合金轴压构件进行屈曲分析,提出屈曲模式。采用解析法分析并结合现有轴压构件的各种屈曲理论,给出适合铝合金轴压构件的屈曲荷载计算公式,介绍有限样条法在构件屈曲分析中的应用,并用其验证所提出的各项屈曲荷载计算公式的正确性。     

铝合金梁中腹板受弯屈曲的设计方法

针对铝合金梁中可能出现的腹板受弯屈曲,通过有限元方法研究了铝合金受弯板件的稳定性。对比了国外规范设计方法的计算结果与有限元计算结果,讨论了现有的各种方法的优点和存在的问题。根据有限元的计算结果,参考国外规范的设计方法,对我国钢结构规范中的相关设计公式进行适当修改,给出了铝板受弯屈曲的屈曲强度和屈曲后强度的计算方法。结果表明：提出的设计方法在计算铝板受弯的屈曲强度和屈曲后强度时可以得到准确而偏于安全的结果,该方法适用于铝合金受弯板件局部稳定性的设计。