等效加劲截面及直接强度法计算

对试验截面按照惯性矩相等、截面宽度不变的原则进行了等效,以便更好的应用于实践,用直接强度法对等效加劲截面构件承载力进行了计算,通过与试验构件比较,得到等效结果比较理想的结论。     

有线条法在冷弯型钢杆设计中的应用

将传统有限条法应用于采用直接强度法的冷弯型钢杆设计中,针对存在的两个问题,提出解决办法和设计建议。有线条法无法确定局部和畸变屈曲模态,要确定设计强度就要输入弹性屈曲荷载。而约束有线条法虽能确定局部和畸变屈曲模态,但也存在局限性。它达不到有线条法求解的精度,特别是当有线条法求解存在最小值时;且要求横截面不能存在圆角。提出这两种方法来消除这些局限性,它们都是约束有限条法的增强形式。通过直接强度法求解卷边槽钢截面弹性屈曲荷载和极限承载力。约束有限条法不允许存在截面圆角,求解屈曲荷载和极限承载力时特别注意处理圆角。基于对卷边槽钢杆件的研究,提出建议,使能采用直接强度法分析冷弯型钢杆的弹性屈曲。     

冷弯薄壁型钢构件的直接强度法

对冷弯薄壁型钢截面板件屈曲性能进行了研究,提出了直接强度法,对该法的原理、基本概念和设计方法进行了介绍,指出直接强度法可以计算冷弯薄壁型钢板件屈曲后的构件承截力,还可计算畸变屈曲的构件载力。     

高强冷弯薄壁型钢帽型截面连续檩条受力性能研究

对24根两种截面形式为TS40和TS61的G550高强冷弯薄壁型钢帽型截面两跨连续檩条进行了受弯性能试验研究,并在此基础上利用有限条软件CUFSM结合直接强度法对两种截面两跨的试验檩条进行了极限承载力的计算,计算结果与试验结果吻合较好。同时,采用非线性有限单元法对各试件进行模拟分析,并与试验结果进行比较。结果表明:大部分试件的试验极限承载力均略高于直接强度法计算得到的极限承载力,用直接强度法进行高强冷弯薄壁型钢帽型截面两跨连续檩条的设计是可行的,且计算结果偏于安全;有限元分析得到的各试件极限承载力和试验结果吻合较好,有限元分析方法能很好地模拟高强冷弯薄壁型钢帽型连续檩条的受力性能,计算结果具有较高的精确度。     

冷弯薄壁型钢构件的直接强度法

直接强度法(DSM)是一种不采用有效截面而取用全截面对冷弯薄壁型钢构件进行设计的全新方法。该法可计算冷弯薄壁型钢板件屈曲后的构件承载力,还可计算畸变屈曲构件的承载力。介绍了直接强度法的基本概念、发展现状、研究成果和设计方法等。用实例说明了直接强度法的计算过程,供设计研究参考。     

屈曲交互作用下焊接截面柱的抗压试验

对焊接H形和槽形截面的柱进行了一系列压力试验,这些柱采用厚度为6·0 mm,名义屈服应力为240 MPa的软钢板制成。从理论上和试验中对这些受压构件在非线性局部和整体屈曲交互作用下的极限强度和性能进行了研究。压力试验表明,局部和整体屈曲交互面对薄壁焊接钢柱截面有较大的负面影响。近期发展起来的DSM方法,对冷加工钢截面的设计,可作为有效宽度法的备选方法,最近已由NAS( AISI ,2004)提出,并由焊接钢截面的试验结果进行了校验。证明了当局部屈曲和弯曲同时或者近乎同时发生时,可采用直接强度法预测焊接截面的极限强度。     

双锥型圆钢管的强度设计计算方法

双锥型圆钢管是由两端锥形变截面体和中间等截面体组合而成的受力构件,在弯矩、轴力和扭距的组合荷载作用下的破坏性状有三种,分别为破坏截面处于锥体和中间等截面体的交界处、锥体段内和杆端处。本文分析了在各种几何和荷载参数等因素的变化下构件的破坏性状并推导了破坏截面位置计算公式,还利用Mises屈服条件给出了压弯扭作用下截面强度设计公式,发现通过调整各种参数(如锥面坡度i等)可以控制破坏截面的位置,改变构件的破坏性状,提高承载力。同时双锥型变截面圆钢管构件的截面强度计算设计可以分两步进行,首先确定最不利破坏截面的位置,然后应用截面强度设计公式进行截面强度验算。最后通过有限元分析和试验对理论推导进行了验证,弥补了现行规范的不足。     

钢筋混凝土等强度梁设计研究

根据钢筋混凝土结构的特点提出了以承载能力为控制条件的钢筋混凝土梁等强度设计原则。并以钢筋混凝土结构正截面承载能力计算方法为基础给出了矩形截面梁和T形截面梁梁高的等强度设计计算式。依据该方法对两种铁路常见跨径的梁进行了等强度设计。利用有限元方法建立模型并对结构进行了分析和研究。     

混凝土受弯构件正截面承载力影响因素分析

通过分析混凝土受弯构件正截面承载力的影响因素，了解影响因素的内容和各自的影响程度，有利于在设计中采取有效的经济措施改善结构的承载力；采用的方法是概率极限状态设计法，通过一个实例中各因素的分析对比，找出影响因素以及各自的影响程度；混凝土受弯构件正截面承载力与构件截面尺寸、混凝土强度等级、钢筋强度等级和配筋率等有关。     

考虑板件间相关作用的热轧方矩钢管短柱轴压局部稳定性能研究

对轴心受压作用下热轧方矩钢管短柱的局部稳定受力性能和设计方法进行研究。采用ABAQUS建立有限元分析模型,考虑了构件不同初始缺陷以及残余应力分布的影响,并用收集到的试验数据验证有限元模型的可靠性。在此基础上,对不同高宽比,腹板高厚比以及正则化宽厚比的截面进行参数分析。结果表明,对于较薄柔的截面,板件相关作用对构件的轴压极限承载力的影响很大,设计公式应当予以考虑。将参数分析结果与欧洲、美国、中国钢结构设计规范以及直接强度法中方矩管截面局部稳定设计曲线进行对比,并提出了考虑板件相关作用的修正直接强度设计方法。结果表明修正后的直接强度法设计公式与有限元计算结果吻合很好,计算结果更为合理。     

双层双曲线形网壳结构冷却塔的优化研究

采用了满应力法对应用于冷却塔的双层双曲线形网壳结构进行了杆件截面的优化设计 ,建立了以结构的自重为最小目标函数的空间网壳数学模型 ,详细介绍了优化的实施步骤 ,同时利用VisualBasic6.0编制了该竖向网壳的杆件截面优化程序 ,并用该程序对具体的工程实例进行优化设计 ,并对优化后的杆件截面进行了几种荷载组合的内力分析 ,而且比较了几种荷载组合的分析结果 ,得到了一些有实用价值的结论     

混凝土均匀受拉强度试验方法的改进

试件截面受拉偏心是混凝土均匀受拉强度试验中存在的主要问题。在试件的设计与制作、装卡夹具的设计等方面作了较大的改进 ,使偏心减小到工程应用可接纳的范围     

多层钢胶复合材料破坏特征试验研究

为探讨多层钢胶复合材料的力学性能及联合工作特征进行了大量试验。试验验证了多层钢胶复合材料构件截面在弯矩作用下仍符合平截面假定 ,并揭示出粘胶层厚度及所处位置对该复合材料的破坏形态和承载力有密切关系。基于此 ,提出了该种材料构件设计方法及相应的计算公式。公式计算结果与实测的数据符合较好 ,所提计算方法可供工程设计参考。     

均载简支配箍梁考虑跨高比影响的抗剪强度计算

本文在钢筋混凝土均载简支配箍梁抗剪强度计算中引入跨高比后,推导出了两个抗剪强度计算式,使抗剪受力概念与强度计算式相一致,从而使新规范抗剪强度计算式更臻完善.本文二式具有自动调强(自动调整梁截面抗剪强度)之功能,且形式简单,使用方便,几乎不增加计算工作量.在常用跨高比范围内能节约箍筋用量10%左右.     

钢筋混凝土双向偏心受压矩形截面直接设计方法

基于破坏曲面的等轴力相关曲线 ,提出了钢筋混凝土双向偏心受压矩形截面直接设计方法。有限元分析和数学回归表明等轴力相关曲线方程可靠 ,根据该方程 ,可把钢筋混凝土双向偏心受压矩形截面配筋设计转化为单向偏心受压矩形截面配筋设计。从算例中可看出 ,方法简单、实用、可靠 ,可供设计时参考。     

轴心受压冷弯薄壁单轴对称截面的整体稳定优化设计

在复杂薄壁截面的几何性质精确计算的基础上,结合《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)提出一种轴心受压开口冷弯薄壁单轴对称截面的整体稳定优化设计方法,建立了其优化数学模型,采用SQP算法求解该优化数学模型获得最优设计。算例表明该方法是有效的,为轴心受压单轴对称复杂截面的设计提供了一种很好的计算机辅助优化设计方法。     

组合双轴对称工字形钢梁截面优化设计

提出双轴对称钢梁截面设计中判别强度控制和刚度控制的临界跨高比的概念,并推导了组合双轴对称工字形钢梁在不同腹板高厚比下的腹板高度与截面模量、截面惯性矩的关系式。在此基础上,给出了组合双轴对称工字形钢梁截面的优化设计步骤,并根据算例对优化设计步骤进行验证。算例结果表明,该优化步骤是快速与准确的,优化效果明显,可方便地应用于组合双轴对称工字形钢梁截面的设计。     

The development of the direct strength method for welded steel members with buckling interactions

The direct strength method (DSM) has been adopted by the NAS (2004) and AS/NZS 4600 (2005) for the design of cold-formed steel members. The method can be successfully applied to the design of welded and hot-rolled sections. This paper reviews the development of the DSM for welded steel structural members. The design strength formulae for welded section columns and beams for the DSM are provided based on the tests performed on welded H-section, C-section, circular and rectangular hollow section columns fabricated from steel plates whose nominal yield stress is 235 MPa or 315 MPa. The comparison between the design strength of welded sections predicted by the DSM and that estimated by existing specifications is provided. This paper verifies that the DSM which adopts the nominal axial strength and flexural strength in the AISC (2010) or EC3 (2004) can properly predict the ultimate strength of welded section columns and beams.     

冷弯薄壁型钢双肢拼合构件轴压承载力研究

目前我国相关规范对冷弯薄壁型钢组合截面构件的承载力设计方法比较粗略。基于已有的卷边槽形截面构件和由其组成的组合箱形截面构件的轴心受压承载力试验研究结果,通过有限元模拟和理论分析研究了此类构件拼合前后的受力性能的差异。分析了安装误差和连接件间距对拼合构件承载力的影响。提出了针对组合箱形和工字形截面构件的轴心受压承载力设计方法。研究表明,组合箱形截面构件的整体屈曲和畸变屈曲承载力较单肢截面构件有一定提高,而组合工字形截面构件仅整体屈曲承载力有一定提高。设计承载力与试验结果的比较表明,所提出的建议设计方法基本合理,可为相关规范的编制提供参考。