钢结构实腹式轴压构件整体稳定性计算方法的比较研究

结合我国新修订的钢结构设计规范GB 50017-2003及欧洲钢结构设计规范EC3,以结构重要性等级为二级的实腹式轴压构件的整体稳定性计算为例,从稳定系数的计算和安全度设置水平两个方面,进行了计算分析和比较,发现两本规范的计算方法基本相同,在稳定系数的取值方面,多数情况下GB 50017-2003与EC3的取值相当,而在安全度设置水平方面,GB 50017-2003则比EC3偏低10%左右.因此,今后规范修订时,我国规范实腹式轴压构件整体稳定性计算的安全度设置水平还可适当提高.     

组合框架梁刚度增大系数取值研究

分析了钢框架-混凝土核心筒混合结构中组合框架梁正弯矩区截面抗弯刚度增大系数的变化范围和负弯矩区楼板翼缘有效宽度范围内钢筋对梁截面惯性矩的增大效果,对受力状态与组合框架梁负弯矩区长度的关系进行了深入研究,提出了变刚度组合框架梁刚度增大系数的计算方法,探讨了各种因素对混合结构中组合框架梁刚度增大系数的影响,并给出了混合结构设计时框架梁刚度增大系数的取值建议。     

均布荷载作用下有约束钢梁的整体稳定

为补充现行钢结构设计规范(GB 50017—2003)中均布荷载作用下有约束钢梁的整体稳定计算方法,根据能量原理,应用Rayleigh-Ritz法,提出其临界弯矩的理论计算公式。与美国(AISC)和英国规范(BS5950)中任意弯矩作用下钢梁的整体稳定计算公式进行对比,结果表明:当均布荷载产生的弯矩贡献较大或钢梁为单轴对称截面时,两国规范公式因未考虑荷载作用位置及单轴对称截面对钢梁临界弯矩的影响而存在很大的误差,不再适用。提出的均布荷载作用下有约束梁整体稳定计算公式与有限元计算结果吻合良好,可用于验算此类钢梁的整体稳定,为现行钢结构设计规范提供理论依据。     

钢梁支承加劲肋的计算长度

现行钢结构设计规范(GB50017-2003)规定梁的支承加劲肋计算长度取腹板高度.这相当于把支承加劲肋看作两端铰接且压力不变的轴心受压构件.计算长度的取值正确与否,将直接影响到支承加劲肋的稳定性验算.ANSYS有限元分析结果表明,端部支承加劲肋的计算长度系数位于0.43—0.7之间;中间支承加劲肋的计算长度系数位于0.73—1.0之间.因此,规范GB50017-2003对钢梁支承加劲肋计算长度取值偏大,致使支承加劲肋稳定验算偏于保守.最后通过数值拟合给出支承加劲肋计算长度系数的计算公式,供进一步修订规范参考.     

T形钢梁加强负弯矩区组合框架梁的试验研究

针对框架梁在梁端存在较大负弯矩及混凝土不能承受较大拉应力的状况,提出了在框架梁的负弯矩区段采用T形钢梁加强的组合框架梁模型。通过两个组合框架梁单层框架足尺模型的试验研究,得到新型组合框架梁的荷载-挠度曲线,截面应变分布曲线。从组合框架梁与一般组合梁的试验结果对比可看出,T形加强截面能有效提高梁的刚度,使框架梁刚度分布趋于合理。最后,提出并验证了按T形肋截断位置分成三段刚度不同的梁分析组合框架梁的方法。     

焊接工字形梁屈曲荷载的规范计算法

根据受弯构件的弯扭屈曲理论,介绍了不同国家<钢结构>设计规范对焊接工字形受弯构件屈曲荷载的计算,并和我国<钢结构>设计规范GB 50017-2003的计算进行比较,结果略有差别,说明我国规范临界弯矩最大值是以不超过边缘曲服为条件,而国外的临界弯矩最大值以截面部分曲服为条件,导致差别.这与我国钢材质量及安全性具有自己的特殊性有关,有待进一步研究钢材缺陷对钢结构设计的影响.     

不同规范下钢筋砼结构裂缝的计算与控制分析

以我国规范GB 50010—2002设计好的梁为基础,通过换算公式把个别已知的参数值转化为美国规范ACI3I8-89和欧洲规范Eurocode2(EN 1992-1-1:2004)中相应的取值,再对这三种规范下钢筋混凝土结构的最大裂缝宽度的计算与控制进行比较分析。结果表明,我国规范的最大裂缝宽度计算值比美国规范、欧洲规范的要大,但在相似的工作环境下,我国规范对最大裂缝宽度的控制却相对较严。     

钢-混凝土组合梁负弯矩区裂缝宽度数值计算模型

为得到较为准确的钢-混凝土组合梁负弯矩区裂缝宽度分析模式,综合考虑钢筋和混凝土间黏结应力-滑移关系、钢梁与混凝土界面的滑移效应、混凝土收缩应变以及拉伸硬化效应,基于黏结-滑移理论建立了静力荷载作用下组合梁负弯矩区裂缝宽度的数值计算模型,并将模型预测值与相关文献数据和规范公式计算结果进行了对比分析.结果表明:在组合梁达到...     

半刚性梁柱节点连接钢框架柱的计算长度取值初探

本文给出了具有半刚性梁柱节点连接框架梁的弯矩转角位移方程。按此方程导出了无侧移框架和有侧移框架柱的计算长度取值方法。该方法与我国规范规定的计算长度取值协调一致,不过考虑半刚性连接时要对横梁的约束刚度进行适当的修正。     

d类截面受压钢构件稳定承载力的分析比较

对由厚钢板组成的钢受压构件d类截面稳定系数的正确取值进行了分析、比较,指出了钢结构设计规范GB50017-2003中受压构件d类截面稳定系数曲线确定过程中的错误;并通过按不同规范对比设计的算例,探讨了d类截面受压钢构件在不同规范之间稳定承载力的差异.     

单角钢构件稳定承载力设计方法与研究综述

中国《钢结构设计规范》对单角钢截面构件的设计规定相对简化甚至空白。为了解决这个问题,通过对比分析美国钢结构规范ANSI/AISC360—2010、英国钢结构规范BS5950—1：2000和欧洲钢结构规范Eurocode 3对单角钢构件受压(包括轴心受压和单面连接单角钢受压)、受弯的设计规定发现：美国规范中当分肢的宽厚比b/t≤20时只考虑弯曲屈曲的规定不甚合理;英国规范对单角钢梁的规定偏于保守。最后,提出3条建议：深入开展单角钢用作受弯构件时的承载力研究;将单角钢分肢、工字钢与槽钢截面的自由外伸翼缘三者作为“非加劲板”对待时宜考虑板件间约束的强弱;将局部稳定和整体稳定两方面验算统一为考虑了局部屈曲影响的构件整体承载力验算。     

中国、英国钢-混凝土组合梁设计规范比较

根据中国《钢结构设计规范》和英国规范（BS5950）,对简支组合梁的设计过程进行了对比,包括施工阶段与使用阶段承载力的验算、抗剪连接件的设计和挠度验算等。通过相关工程实例计算,对设计结果进行了比较,结果表明：英国规范对于钢-混凝土组合梁设计的规定更加详细,由设计所得的结果较中国规范更加保守。     

北美规范与中国规范关于冷弯薄壁型钢C形截面受弯构件设计的比较

对比了北美规范CSA S136-07和中国规范GB 50018-2002关于冷弯薄壁型钢C形截面受弯构件的名义抗弯强度。首先介绍了2本规范计算名义抗弯强度的方法,然后分析了控制构件名义抗弯强度的2个主要参数,即弯扭屈曲应力和有效截面模量,并对2本规范进行了深入对比,最后对典型的6 m跨长的C形托梁构件进行了名义抗弯强度比较。研究结果表明：依据GB 50018-2002计算的弯扭屈曲应力不小于依据CSA S136-07规范计算的结果,而根据GB 50018-2002计算的翼缘有效宽度则远远小于根据CSA S136-07规范计算的结果;2本规范名义抗弯强度的不同主要由C形截面翼缘尺寸和构件所受荷载类型控制;当翼缘尺寸较小,名义抗弯强度主要由弯扭屈曲而非局部屈曲控制时,如果构件用于均布荷载,则GB 50018-2002的计算结果大于 CSA S136-07规范的结果,但是当构件用于抵抗均布弯矩时,则没有区别;当翼缘尺寸较大,名义抗弯强度主要由局部屈曲而非弯扭屈曲控制时,在2种工况下GB 50018-2002的计算结果均小于CSA S136-07规范的计算结果。     

高强冷弯薄壁型钢帽形截面简支檩条局部屈曲性能研究

对截面形式为TS40和TS61的19根550MPa高强冷弯薄壁型钢帽形截面简支檩条进行受弯试验分析其局部屈曲性能,并采用有限条程序CUFSM对这两种简支檩条局部屈曲应力进行计算分析,计算结果与试验值吻合较好。采用有限条程序对帽形截面受弯构件的翼缘宽厚比、腹板翼缘宽度比、卷边翼缘宽度比、腹板翼缘夹角等参数进行计算分析,结果表明腹板翼缘宽度比是影响帽形截面简支檩条受压翼缘局部屈曲稳定系数的重要因素。利用考虑板组相关的我国现行规范《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）和英国冷成型薄壁构件设计标准（BS5950-5：1998）对帽形截面简支檩条受压翼缘局部屈曲稳定系数进行计算分析表明：我国规范在腹板翼缘宽度比小于1.5时偏于不安全,大于1.5时偏于保守,而英国规范相对比较安全。在参数分析的基础上,提出了考虑板组相关的帽形截面简支檩条受压翼缘弹性局部屈曲稳定系数计算公式,建议公式可供工程设计和修订规范参考。     

组合梁混凝土板抗裂性能试验研究

设计制作了3片钢-混凝土组合梁,各梁截面尺寸相同,栓钉布置方法及钢筋用量有所不同．通过对其做负弯矩静力加载试验,研究栓钉布置方法,以及钢筋用量对组合梁负弯矩区混凝土板裂缝开展和宽度的影响,探索改善组合梁负弯矩区混凝土板开裂的有效方法．试验结果表明,栓钉布置方法及钢筋用量是改善组合梁负弯矩区混凝土板开裂的有效方法．此外,在试验的基础上,对比分析了现行关于组合梁负弯矩区裂缝宽度的计算公式．     

上翼缘受侧向支撑的固端钢梁整体稳定分析

采用ANSYS有限元程序对受混凝土板刚性约束的两端固定H型钢梁进行非线性屈曲分析,分别研究了钢梁在高度变化和下翼缘宽度变化两类情况下梁负弯矩段的侧扭屈曲对梁整体稳定的影响,结果表明上翼缘有刚性侧向支撑的两端固定H型钢梁存在部分屈曲后强度,钢梁在屈曲后承载力能继续提高,构件未发生过度变形前可充分利用钢梁的部分塑性,提高其设计承载力;另外下翼缘宽度变化对两端固定梁整体稳定影响较大,梁截面较高同时下翼缘又比较窄时,负弯矩段的侧扭屈曲会使钢梁发生过度变形,对下翼缘无侧向支撑的H型钢梁设计时仍需考虑其整体稳定性.