变截面悬臂格构柱的计算长度系数及设计公式

变截面格构柱受力合理,节省材料,在工程中应用广泛。基于格构柱标准节"上下截面转角相等"准则,采用能量等效的方法,建立了变截面格构柱的等效抗弯刚度。将等效刚度用于悬臂柱的整体稳定分析,得到其屈曲方程。通过大量数值计算,拟合得到精度较高的计算长度系数公式。进行了一系列算例分析,并和有限元以及其他文献的结果对比,表明本文的公式具有很好的精度,结果偏于安全。最后通过引入修正系数,得到和规范形式一致的设计公式,可为工程设计人员提供参考。     

楔形变截面钢管格构柱极限承载力研究

楔形变截面钢管格构柱在技术和经济上具有明显的优势,在实际工程中应用广泛.理论分析表明,考虑楔率、约束和剪切变形影响后,可将楔形变截面钢管格构柱极限承载力的计算转化为等效的等截面钢管格构柱极限承载力的计算.采用有限元计算分析楔形变截面钢管格构柱楔率影响系数、稳定系数和轴力-弯矩相关曲线,提出楔形变截面钢管格构柱极限承载力...     

变截面钢管混凝土格构柱抗震性能试验研究

为研究变截面钢管混凝土格构柱的抗震性能,以缀管布置形式和柱肢倾斜度为试验参数,对7根变截面钢管混凝土格构柱进行了水平低周反复荷载试验,分析了该类柱的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能、承载力退化、刚度退化和变形恢复等。研究结果表明：变截面钢管混凝土格构柱试件的破坏形态基本相同,均为整体压弯破坏;滞回曲线较饱满无明显捏缩,具有良好的抗震性能;随着柱肢倾斜度的增大,格构柱的水平承载力和耗能能力有一定程度提高,刚度退化率略有增加。缀管布置形式对格构柱位移延性的影响较大;与平缀管式钢管混凝土格构柱相比,斜缀管式钢管混凝土格构柱的初始刚度和水平峰值荷载明显增大,耗能能力略有降低,承载力退化更为明显。     

考虑弯矩作用梭形格构柱稳定承载力实用算法研究

以大型通用软件ANSYS为平台,研究以轴力为主、同时考虑弯矩作用的梭形格构柱的稳定承载能力。通过对不同高度和长细比的梭形格构柱进行非线性稳定计算和参数分析,提出了梭形格构柱稳定承载力的实用计算方法:以弹性特征值为基础计算梭形格构柱的等效长细比,并利用弯矩系数对等效长细比进行修正,得到修正长细比后即可通过查表的方式得到梭形格构柱稳定承载力。     

某重型钢结构厂房设计

本工程为带有多层行车的重型钢结构厂房,竖向构件采用钢管混凝土格构柱+H型钢柱,屋面采用变截面钢梁。本文主要介绍该工程的结构设计思路、构造要求、计算依据和结果,文中还对钢管混凝土格构柱的设计做了较深入的阐述并对其经济性提出了一些看法。     

某重型钢结构厂房设计

该工程为带有多层行车的重型钢结构厂房,竖向构件采用钢管混凝土格构柱+H型钢柱,屋面采用变截面钢梁。这里主要介绍该工程的结构设计思路、构造要求、计算依据和结果,还对钢管混凝土格构柱的设计做了较深入的阐述并对其经济性提出了一些看法。     

钢管混凝土格构柱墩抗震性能研究综述

简要介绍了国内外钢管混凝土格构柱墩的工程应用概况,总结了钢管混凝土格构柱抗震性能的试验研究、有限元分析、恢复力模型计算方法等研究现状及其成果,分析了各主要参数的影响规律,并以干海子大桥的四肢钢管混凝土格构墩工程为例,建立变截面钢管混凝土格构柱有限元模型,分析、比较了柱肢坡度、柱高、轴压比等参数对构件滞回性能影响规律。最后,对该专项研究提出若干建议。     

梭形柱的稳定性能及设计方法研究

梭形柱由于其优美的建筑造型,近年来作为竖向受力构件广泛应用于各类空间结构体系。首先介绍梭形柱的工程应用及受力特点,研究梭形实腹柱和梭形格构柱的稳定承载力和破坏机理,提出整体稳定承载力的计算和设计方法。研究成果表明,由于梭形柱的截面形态各异,惯性矩沿轴线的函数关系复杂,其屈曲模态及稳定承载力的设计理论与等截面柱有很大区别。梭形实腹柱可以等效成等截面柱验算其稳定承载力,其计算长度及等效长细比与楔率和截面的最大、最小惯性矩有关,其屈曲波形始终表现为单波形;格构式梭形柱由于剪切刚度和弯曲刚度沿柱轴线是变化的,导致了梭形格构柱的屈曲波形出现了反对称的“S”形波形的可能性。     

四肢圆钢管混凝土格构柱恢复力模型研究

为了探究钢管混凝土格构柱的弹塑性地震反应以便进行构件非线性理论分析,对2根四肢圆钢管混凝土格构柱进行了低周反复加载试验,并收集了12根四肢圆钢管混凝土格构柱低周反复荷载作用下的试验资料。通过理论分析及试验结果回归分析,提出了钢管混凝土格构柱的退化三折线恢复力模型,确立了构件轴压比、等效长细比及材料比例系数等主要参数与模型之间的关系,并将模型计算结果与试验结果进行了对比分析。结果表明:计算结果和试验结果吻合较好,且该恢复力模型计算方法简单,便于进行结构地震反应分析及工程应用。     

缀条式压弯格构柱设计优化

压弯构件的截面设计一般采用试凑法和逐次逼近法。通过公式推导,优化了缀条式压弯格构柱的设计方法,可简便快捷地设计出合理的截面。通过实例分析,对优化方法进行了验证。结果表明,优化方法设计的截面能较好地满足缀条式压弯格构柱的稳定性。     

Instability behavior and application of prismatic multi-tube latticed steel column

Multi-tube latticed steel columns without diagonal tubes and the ones with diagonal tubes are two common types of prismatic latticed columns used nowadays. Instability behavior of prismatic multi-tube latticed steel columns is studied in this paper. The focus on the problem is based on the derivation of shear stiffness for multi-tube latticed steel columns. Formulas are established to express the elastic buckling loads as well as the modified slenderness ratios, in which the effect of shear deformation is taken into account. Cases are analyzed via finite element method ANSYS to calculate the ultimate load-carrying capacity of the latticed columns for comparison with the design method in different design codes for compressive members. Formulas to estimate the design resistance for axial compressive prismatic multi-tube latticed steel columns are proposed and detailed design suggestions for the component steel tubes are presented as well.     

三角形变截面缀条柱的弹塑性分析

本文对三角形变截面缀条柱,考虑空间受力状态,初弯曲、结构的几何非线性和材料非线性影响,用矩阵位移法计算在轴向压力、弯矩、剪力和扭矩作用下的结构内力、变形和整体稳定。 用本文的方法对两端铰支、三角形截面偏心受压缀条柱的试验模型进行了计算,理论计算与试验结果比较符合。     

有初应力的钢管混凝土格构柱轴压试验研究

为了研究初应力对钢管混凝土格构柱受力性能的影响,进行了有初应力的钢管混凝土格构柱的轴压试验研究,对初应力的施加方式、荷载 位移全过程曲线、柱肢套箍效应等进行分析。研究结果表明：初应力的存在会使钢管混凝土格构柱弹塑性阶段提前出现,试件的组合刚度下降、局部屈曲明显;同时,初应力影响组合材料的泊松比发展历程,使得套箍作用出现推迟,从而影响套箍作用的充分发挥,并最终降低试件的承载力。初应力对缀管受力性能的影响不大,缀管的受力处于弹性工作阶段。     

基于设计反应谱的空间结构弹塑性地震反应分析方法

空间结构非线性等效单自由度体系的荷载-位移曲线后屈服段较短,采用等能量方法将其转化为双折线时易产生较大计算误差,且双折线拐点需迭代确定。针对此问题,采用Ramberg-Osgood模型描述空间结构等效单自由度体系荷载-位移滞回曲线;基于等效线性化方法,采用最大位移对应的割线刚度作为等效线性体系刚度k_e;对滞回曲线积分得到滞回环面积,令滞回耗能与等效线性体系阻尼耗能相等,导出等效黏滞阻尼ζ_e。将线性加速度设计反应谱变换为T(周期)-ζ(阻尼比)-d(位移)格式,与空间结构等效线性体系的T_e(等效周期)-ζ_e-d曲线联立,用图解法直接计算等效线性体系的地震位移反应,并进一步得到空间结构的整体地震反应。采用所提出的方法计算柱面网壳和球面网壳结构的非线性地震反应。结果表明：该方法简洁高效,无需迭代,易于编程实现,对空间结构地震位移反应求解精度较高。     

Study on the Shape Optimization of Cable-Stiffened Single-Layer Latticed Shells

The cable-stiffened single-layer latticed shell is a new type of spatial structure. In this paper, a shape optimization method is proposed for two kinds of cable-stiffened single-layer latticed shells. Firstly, an optimization algorithm is proposed to minimize the strain energy of shell. Interior-point method, conjugate gradient method and golden section method are adopted as the approach of constraint optimization, the minimization algorithm and the line search strategy, respectively. Secondly, the derivatives of stiffness matrixes of two kinds of cable-stiffened systems are discussed. Finally, optimization program is programmed in MATLAB and a numerical example is carried out. The linear buckling load, the displacement and the stress distribution of the optimized shells are investigated. According to numerical results, the structural behaviours of cable-stiffened single-layer latticed shells are improved significantly. The optimization method suggested in this paper is valid.     

多层有侧移框架整体稳定的简便计算方法

传统的计算长度系数法计算框架稳定时不能考虑同层柱之间的支援作用以及层与层之间的支援作用,有可能会造成不合理的设计。利用等效负刚度的概念,定义了可用于表征层刚度富余程度的层刚轴比系数以及表征层间支援程度的层支援系数,通过层刚轴比系数可以方便的确定框架的薄弱层以及各层之间的相互支援关系,推导了可直接计算有侧移框架整体弹性稳定承载力的简单实用的计算公式。该公式可很好的考虑同层柱之间的支援作用以及层与层之间的支援作用,避免了有限元屈曲分析。通过弹性稳定承载力可进一步反算柱的计算长度系数用于构件校核。算例计算结果表明：该方法具有很好的精度和准确性,计算结果稍偏安全,可供工程设计及理论计算使用。     

带锚栓的加劲板式橡胶支座使用阶段的水平刚度

在大跨度柱支承钢网格结构的橡胶支座中设置锚栓,能有效防止屋盖在极端情况(如罕遇地震、负风压)下脱离出支承柱。为了不妨碍橡胶垫在正常使用条件下变形,在锚栓和锚孔之间留有与该变形相适应的净距。本文分析这类支座在橡胶垫与锚栓接触前后的水平刚度。与支座变形相一致,进行了接触问题的近似分析,得到了一个便于计算机编程的刚度函数算式。一个四柱支承大跨度预应力浅网壳结构的有限弹性变形分析表明,锚栓对计算结果影响较大。     

考虑防屈曲支撑影响的钢筋混凝土框架柱设计方法

针对防屈曲支撑 混凝土框架(RC-BRBF)体系中防屈曲支撑（BRB）对相连柱产生附加变轴力影响,提出了RC框架柱设计方法。该方法首先通过等价轴压比指标获得RC柱设计轴压比限值,保证了一级、二级以及三、四级框架柱极限侧移水平分别达到2.7%、2.4%以及2.1%;然后通过体系延性水平获得柱位移延性指标,保证其延性性能。研究表明,RC柱设计轴压比限值与等价设计轴压比水平、构件受等效重力与地震作用的轴力标准值之比有关;改进后的设计方法能够有效考虑BRB对相连柱附加变轴力影响,并保证了变轴压比下柱的极限侧移水平。算例分析结果表明,该方法通过优化柱截面提高了体系经济性,同时保证体系满足“三水准”设防目标,RC柱设计轴压比限值的设定是合理的。     

单层椭圆抛物面网壳自振特性分析及实用公式

系统分析了矢跨比、跨度、支座刚度和屋面荷载等因素对单层椭圆抛物面网壳自振特性的影响,并在对大量该网壳模型自振特性分析基础上,利用多元最小二乘法拟合出了单层椭圆抛物面网壳基本频率的计算公式,同时对该公式的精确度进行了验证。     

矩形钢管混凝土柱挠曲二阶效应的分析研究与设计计算

收集了近年来的两批矩形钢管混凝土柱的试验资料,其中,柱两端所作用压力的偏心距有多种不同的组合,挠曲变形有单曲率及双曲率。根据其数据,进行了挠曲二阶效应的分析研究。矩形钢管混凝土柱在偏心压力作用下会出现塑性变形并开裂,在二阶效应分析中须考虑其对柱截面弯曲刚度的影响。将柱视为等效弹性体,对于承载力极限状态设计阶段,利用理论公式并采用调整后的柱截面弯曲刚度,提出了计算方法,计算结果与试验数据吻合良好。将此方法应用于矩形钢管混凝土柱的设计,考虑二阶效应影响,求得弯矩增大系数。