装配式H型钢腹板开孔耗能支撑的滞回性能

装配式H型钢腹板开孔耗能支撑是由腹板开孔H型钢和传力槽钢通过螺栓连接组成的新型耗能支撑,能有效避免支撑构件失稳。为研究这种支撑的耗能能力及破坏机理,对试件进行低周往复加载试验及有限元模拟分析。结果表明：装配式H型钢腹板开孔耗能支撑滞回曲线饱满,耗能能力强,变形能力好。在轴向荷载作用下,试件主要依靠开孔腹板孔间短柱进入塑性耗能,在加载过程中,孔间短柱端部为薄弱部位,首先进入塑性,并最先发生断裂,随着加载的深入,孔间短柱中间部位进入塑性的面积越来越大。加载过程中,螺栓与槽钢始终处于弹性状态。试件最终因孔间短柱断裂导致破坏。H型钢耗能腹板长度相同时,腹板宽度越宽、孔间短柱高宽比越大,耗能支撑承载力与刚度越小、变形能力越好,孔间短柱高宽比在5~8之间较合理。建议长圆孔端部圆弧到螺栓孔中心最短距离控制在1.2d₀~1.5d₀之间。改变长圆孔圆弧半径对支撑的力学性能影响很小。H型钢腹板宽度相同时,腹板长度越大,承载力与刚度越大。给出了装配式H型钢腹板开孔耗能支撑的设计方法与极限承载力公式。     

G550高强冷弯薄壁槽钢受弯构件力学性能与设计方法

为了研究高强冷弯薄壁槽钢受弯构件的力学性能和设计方法,对3种板件加劲形式的G550高强冷弯薄壁型钢槽形截面受弯构件进行了试验研究和有限元参数分析。结果表明,板件加劲形式对高强冷弯薄壁槽钢受弯构件屈曲模式和受弯承载力有显著影响,翼缘V形加劲比腹板V形加劲能够更有效地提高构件抗弯承载力,构件抗弯承载力的变化规律与屈曲模式有关。根据有限元参数分析结果,在已有直接强度法基础上回归出适用于高强冷弯薄壁槽钢受弯构件的直接强度法修正公式。     

钢管煤矸石混凝土受弯构件的承载力分析

目的 分析钢管煤矸石混凝土受弯构件的受力过程，确定其承载力，及含钢率对承载力的影响．方法 对具有5种不同含钢率的钢管煤矸石混凝土受弯构件进行试验测试，绘制弯矩-挠度曲线、弯矩-最大拉应变曲线，分析曲线的特征、确定承载力极限状态．结果 确定了曲线上的3个特征点，将构件的变形过程分为弹性、弹塑性和强化阶段，定义截面的塑性已得到充分发展而受拉区钢管最外边缘纤维即将进入强化的点为试件的抗弯极限状态点．推导出了钢管煤矸石混凝土受弯构件的承载力计算公式，计算结果与试验结果吻合良好．结论 推动了将钢与煤矸石混凝土组合结构应用于工程实践的进程，为研究钢管煤矸石混凝土偏心受压构件的力学性能奠定了良好的基础．     

冷弯薄壁C型钢绕强轴偏心受压构件的极限承载力

冷弯薄壁型钢结构多采用有效截面法对构件承载力进行计算,该方法计算繁杂且未考虑构件的畸变屈曲性能。直接强度法采用全截面计算各类参数,能够考虑各种单独屈曲模式及其相关屈曲对构件稳定性能的影响,但目前该方法并不能应用于压弯构件。对冷弯薄壁C形钢绕强轴偏压构件的稳定性能进行参数分析,探讨了构件长度、偏心距、腹板高厚比、翼缘宽厚比和卷边高厚比等因素对构件承载力的影响规律。结合有限元分析结果,基于轴压构件和纯弯构件的直接强度法公式,提出了冷弯薄壁型钢绕强轴偏压构件的极限承载力计算方法。     

高强钢焊接薄腹工形截面双向压弯构件的稳定性

应用ANSYS有限元,分析了Q460高强钢焊接薄腹工形截面双向压弯构件的稳定性能,提出了可供实际应用参考的设计公式。分析中考虑的主要参数有腹板高厚比,构件长细比,翼缘宽厚比及荷载偏心率。结果表明,对受压为主的构件,腹板局部屈曲对构件稳定承载力影响较大,而对受弯为主的构件,这一因素对构件稳定承载力影响较小。有限元分析结果与现行规范方法计算结果比较表明,目前规范方法尚不能较好地计算高强钢焊接薄腹工形截面双向压弯构件的稳定承载力,因而提出了修正直接强度法,该法精度较好且偏于安全。     

波形钢腹板PC组合箱梁受扭全过程分析

为了揭示波形钢腹板PC组合箱梁的受扭作用机理,根据薄壁结构理论分析了截面扭矩分配及受扭变形协调条件,采用USTMT模型对波形钢腹板PC组合箱梁进行了受扭全过程计算,并在其基础上对混凝土抗压强度、波形钢腹板厚度和屈服强度、预应力钢束初始预应力及普通钢筋配筋强度比进行了参数分析,发现以波形钢腹板PC组合箱梁中混凝土板和钢腹板扭率相同为变形协调条件较为合理;开裂扭矩、屈服扭矩和极限扭矩均随混凝土立方体抗压强度的增大而增大,但波形钢腹板承担的扭矩几乎不变;波形钢腹板厚度对混凝土板承受的扭矩几乎无影响,但使波形钢腹板承担的扭矩增大;波形钢腹板屈服强度f_wy对开裂扭矩和混凝土板承受的极限扭矩几乎无影响,但使屈服扭矩和波形钢腹板承担的极限扭矩增大,混凝土强度越高,能够使波形钢腹板发生屈服的钢材强度等级越高;极限扭矩随配筋强度比ξ的增大而增大,且存在一个ξ的敏感区域,同时随钢束初始预应力的增大而线性增加,但增幅较小,尤其是对波形钢腹板承受的扭矩几乎没有影响。     

双轴对称不锈钢受弯构件残余变形的影响因素分析

为了研究对称截面不锈钢受弯构件的残余变形和抗弯强度设计方法,参考Mazzolani等人提出的控制残余挠度不超过梁长1／1000的方法,对340根梁进行了参数化有限元分析,并且确定了构件的截面塑性发展系数。通过有限元计算,指出了塑性发展系数与构件几何形状、材料性能等影响因素之间的关系,以有限元结果为基础,提出了对称截面不锈钢受弯构件强度和变形的设计方法。结果表明:通过限制截面塑性发展系数可以有效控制受弯构件的残余变形,从而满足不锈钢受弯构件强度和变形的要求。     

腹板开孔冷弯薄壁钢轴压构件畸变屈曲承载力试验研究

对26根屈服强度235MPa腹板开圆孔冷弯薄壁型卷边槽钢截面轴压构件进行畸变屈曲承载力试验研究,分析了构件屈曲模式和极限承载力,采用国家规范GB50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》计算构件承载力、非线性有限元数值模拟结果与试验结果进行分析比较。在此基础上,对腹板开孔冷弯薄壁型钢截面轴压构件的承载力合理计算模式进行研究。结果表明,对于中等长度腹板开孔冷弯薄壁型钢截面轴压构件主要出现畸变屈曲模式;腹板开孔在对构件畸变屈曲稳定承载力有一定的降低作用,采用折减构件有效截面面积的方法可计算开孔构件的畸变屈曲稳定承载力。     

配筋折板工作性能的计算机模拟

本文从理论上和实验上研究了配筋水泥刨花板受弯构件(主要是折板)在荷载作用下的基本性能,提出了两种不同的破坏模式并进行了验证与分析.将结构分析的有限条法用于分析受弯构件,并用Pascal语言编制了可以模拟实验过程,用以计算承载力、挠度、含钢率以及进行截面设计的适用性较强的源程序.通过电算,进行了受弯构件的参数分析,并给出了最大、最小含钢率的算式.     

高强钢焊接薄腹矩形管截面压弯构件平面内的极限承载力

本文采用ANSYS有限元软件建立模型分析了高强钢(名义屈服强度为460 MPa)腹板高厚比超限的焊接矩形管截面偏压构件的极限承载力,以及构件长细比、腹板高厚比、翼缘宽厚比和相对偏心率对极限承载力的影响,提出腹板高厚比超限高强钢压弯构件平面内极限承载力计算公式.研究表明:考虑初弯曲和残余应力影响的双重非线性有限元模型能够很好地模拟高强钢焊接箱形截面偏心受压构件的局部-整体相关屈曲;高强钢薄腹矩形管截面压弯构件平面内无量纲化极限承载力Pu/(Afy)与构件长细比、腹板高厚比和翼缘宽厚比近似为线性关系;高强钢薄腹矩形管截面偏压构件的轴力和弯矩相关曲线近似为直线;按边缘纤维屈服准则推导的公式经过修正之后可用于计算高强钢压弯构件局部-整体相关屈曲的极限承载力.     

蜂窝梁抗弯承载力的有限元分析

目的为了进一步了解蜂窝梁的抗弯承载力极限状态、方法采用有限元分析软件ANSYS建模，对相同跨度、相同开孔率及开孔数目的圆孔和六角孔两种不同截面形式的蜂窝梁进行分析、比较，得出不同截面形式和不同开孔率对蜂窝梁抗弯极限承载力的影响、结果对于两种不同截面形式的蜂窝梁，在相同开孔率及开孔数目的情况下，圆孔梁的极限承载力要高于六角孔梁的极限承载力，结论利用有限元软件能够较好地模拟出开孔率及不同截面形式，对两种蜂窝梁抗弯极限承载力的影响．两种不同截面形式蜂窝梁，在开孔率相同时。随着荷载逐渐增加，梁由弹性进入弹塑性进而达到塑性阶段，同时塑性向空腹截面及孔周边发展、腹板出现一定鼓曲现象。梁即达极限状态、同时梁中部出现较大侧弯扭变形，出现整体失稳，在孔角处存在应力集中、在开孔率不同时，随着开孔率的逐渐增大，圆孔梁的极限承载力明显高于六角孔梁的极限承载力。     

双层均布荷载作用腹板开孔混凝土简支箱梁模型试验研究分析

为实现城市双层交通,以1∶6比例设计了腹板开孔混凝土箱梁,对其在双层均布荷载作用弹性工作状态下的受力性能进行了试验研究。基于试验结果建立有限元模型对其进行分析,在理论值与试验值吻合的基础上,讨论了开孔与否对试验梁弹性阶段受力性能的影响。研究表明：均布荷载作用在双层箱梁底板其实测跨中挠度比相同荷载作用于顶板时增大9.7％,底板加载对腹板开孔混凝土简支箱梁的挠度有较大影响;较不开孔箱梁而言,各工况作用时开孔箱梁跨中挠度增大22.9％～28.1％,且开孔梁在各工况作用下截面剪力滞系数增大,最大增大量值达62.0％。因此,腹板开孔对承受双层荷载钢筋混凝土简支箱梁抗弯受力性能有较大影响。     

蜂窝梁等效抗弯刚度的确定方法

通过分析不同开孔的蜂窝梁,提出了确定蜂窝梁等效抗弯刚度的方法。该方法根据纯弯蜂窝梁有限元分析（FEA）结果,按照经典力学中挠度-刚度或弯矩-曲率关系式反算刚度,具有简捷、准确、经济、高效等优点。提出了蜂窝梁等效抗弯刚度的合理表达式,并以常用的六边形孔和圆孔为例,通过大量有限元分析,得到了腹板刚度折减系数表,然后进一步给出了该系数的半理论半经验计算公式。结果表明,采用该公式可快速求得蜂窝梁的等效抗弯刚度。     

基于不同开孔位置RC梁受弯性能试验

为了探究开孔水平位置对RC梁受弯承载力的影响,通过物理试验方法对一批RC梁进行受弯加载试验,在梁腹部纯弯段和剪弯段分别开孔以探究RC梁的受弯性能.在梁腹部设置不同的开孔位置参数,并运用有限元软件ABAQUS进行模拟计算.结果表明:数值模拟结果与试验结果具有较好的一致性,验证了有限元模拟的正确性.在梁腹部不同位置进行开孔对RC梁受弯承载力的影响不同,梁腹部纯弯段开孔对RC梁的受力性能影响不大,而剪弯段开孔会使梁的抗弯能力明显降低.     

矩形截面无腹筋双向受弯约束梁抗剪强度的计算

土木建筑工程中有许多双向受弯构件,如承受风荷载的墙梁、框架的边梁等.目前对于双向受弯构件斜截面抗剪强度的研究尚涉及不多.本文对12根在集中荷载作用下的矩形截面无腹筋双向受弯约束梁进行了斜截面抗剪试验研究,探讨了其抗剪机理和抗剪性能.着重分析了四个影响抗剪强度的主要因素：荷载斜弯角、剪跨比、弯矩比、纵筋配筋率,提出了适用于矩形截面无腹筋双向受弯约束梁抗剪强度的计算方法.     

负弯矩作用下腹板开洞组合梁抗剪性能试验研究

摘 要：通过对集中荷载作用下的腹板开洞钢-混凝土组合梁进行试验,研究在负弯矩作用下腹板开洞组合梁的抗剪力学性能。试验结果表明：负弯矩作用下的组合梁腹板开洞后,其刚度和承载力降低很大,洞口区域截面不再符合平截面假定;破坏形式为洞口区混凝土板的剪切破坏,同时洞口区的部分栓钉连接件出现了拔脱现象;另外,通过增加混凝土翼板厚度可以提高负弯矩区腹板开洞组合梁的承载力,增加纵向钢筋配筋率可以提高其变形能力。研究为负弯矩区腹板开洞组合梁的有限元分析和实际应用提供了试验数据。     

考虑失效相关的圆柱蜗杆传动四阶矩可靠性分析

为了评估圆柱蜗杆传动机构的可靠性,利用Taylor级数将蜗杆传动机构功能函数进行展开并得到其前四阶中心矩,以此作为约束条件,结合最大熵原理分别得到蜗轮齿面接触强度和齿根弯曲强度结构功能函数的概率密度函数,在此基础上,分析了蜗轮齿面接触和齿根弯曲两种失效模式的可靠性。另一方面,考虑蜗轮齿面接触和齿根弯曲两种失效模式之间的相关性,建立了其失效相关条件下的可靠性模型,给出了两种失效模式之间的相关系数和蜗轮总体可靠度。以某减速器蜗轮为例对所提方法通过蒙特卡洛仿真进行了验证。结果表明,基于四阶矩和最大熵原理的可靠性方法具有较高的精度,蜗轮两种失效模式之间存在一定的相关性。因此,考虑失效相关的蜗轮可靠性评估方法对于蜗杆传动的综合可靠性评估具有重要的意义。     

开孔钢筋混凝土梁的受力性能及简化计算

对不同形状、位置开孔的钢筋混凝土梁进行了有限元分析,给出了合理的孔洞形状和位置。在此基础上,分析开孔梁的受力性能,提出了开孔洞梁正截面、斜截面承载力的简化计算公式,并给出了上下弦杆的构造措施。     

开洞大小对短肢剪力墙抗震性能影响的试验研究

通过对1个未开洞的短肢剪力墙和2个开洞直径分别为120,160 mm的短肢剪力墙的低周反复荷载试验,研究洞口大小对短肢剪力墙抗震性能的影响。试验结果表明:随着洞口尺寸的增大,试件的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载有所下降,但延性提高,滞回环更加饱满,耗能能力增强,试件越来越接近框架特性;试件的破坏形式均为弯曲破坏,破坏时,腹板端纵筋屈服,翼缘端纵筋偶有屈服,腹板端、翼缘端箍筋均未屈服,腹板端混凝土压碎。     

压力容器接管开孔制造工艺的改进

由于国内压力容器制造企业一般没有专门用于接管孔的加工设备，因此，接管孔的形状及坡口尺寸得不到保证，从而影响了接管与壳体的焊缝质量．针对这个问题，提出了先在钢板上开孔再将钢板弯曲成型的新工艺，并说明了接管孔的展开和加工方法．最后介绍了一种较先进的适合于孔加工的数控切割机。