采用GB 50018—2002计算壁厚小于2 mm的受弯构件承载力的适用性分析

对各国已有的壁厚小于2 mm的冷弯薄壁型钢梁受弯性能试验中的86根槽形、40根Z形、6根帽形和6根工字形冷弯薄壁型钢梁的试验资料进行总结。采用中国《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB 50018—2002）第5.3节中受弯构件的相关规定计算各构件的极限弯矩,将计算结果与试验结果进行比较。结果表明:按中国规范GB 50018—2002规定计算壁厚小于2 mm的冷弯薄壁型钢受弯构件承载力是可行的,试验值均大于规范理论计算值,规范理论计算值偏于安全。     

冷弯型钢受弯构件非弹性承载力设计

针对冷弯薄壁型钢卷边槽形截面受弯构件非弹性屈曲设计方法进行研究。在名义屈服强度235MPa的30根冷弯薄壁型钢卷边槽形截面受弯构件试验的基础上研究,通过承载力计算对比分析,提出了基于有效宽度法的受弯构件非弹性屈曲承载力的计算方法,通过与试验结果以及北美冷弯薄壁型钢结构技术规范计算结果进行对比,表明建议计算方法能够较好的考虑受弯构件在非弹性阶段承载力的提高作用。     

冷弯薄壁卷边槽钢组合工字梁极限承载力计算的有效宽度法

为了研究冷弯薄壁卷边槽钢组合工字梁的受弯性能,对三种截面形式共计9根卷边槽钢组合工字梁进行破坏性试验研究,建立有限元分析方法对试件进行模拟分析,有限元计算结果与试验结果吻合良好,验证了有限元方法的正确性。接着采用有限元方法对冷弯薄壁卷边槽钢组合工字梁进行大量参数分析,钢种和受压翼缘宽厚比对受压翼缘有效宽厚比的影响较大,梁的长度、腹板高厚比与板件厚度对梁受压翼缘有效宽厚比的影响小。最后在对典型截面梁构件进行参数分析的基础上,得出卷边槽钢组合工字梁受压翼缘板件的有效宽厚比计算表格与计算公式,提出计算冷弯薄壁型钢梁极限承载力的有效宽度法,并通过试验验证了有效宽度法计算梁极限承载力的正确性和适用性。     

薄壁梁的单元柔度矩阵及其应用

结合示例介绍了用动态坐标法直接计算薄壁构件的空间变形,并将其用到弯心不共线的薄壁梁的计算分析中,给出了相应的单元柔度矩阵和力法求解过程。从而突破了弯心不共线薄壁杆件体系计算困难的问题,显示了这种计算方法的优越性。     

受轴压、双向弯曲和扭矩作用的两端简支工形截面压弯构件的稳定设计

在我国现行的《钢结构设计规范》GB 50017-2003[1]中,对于受弯和压弯构件的稳定设计,没有涉及扭矩对构件的作用,而在《冷弯薄壁型钢技术规范》GB 50018-2002中,既有受扭的单向和双向受弯构件,也有受扭的单向弯曲压弯构件的稳定计算方法。本文给出了受轴压、双向弯矩和扭矩作用的双轴对称,两端简支工形截面压弯构件的理论分析和稳定设计方法。建议将此方法列入准备修订的我国钢结构设计规范。现在,已经有许多外国学者对于受扭的钢构件作了研究。本文介绍了几种涉及扭矩作用的受弯和压弯构件的最新研究成果。将这些最新研究成果概括起来,可以作为修订我国钢结构设计规范的参考材料。为此,本文介绍了德国学者Lindner,J.和Glitsch,T.[2]对于受扭的厚实和非厚实梁,通过理论分析和试验研究,给出的梁的稳定设计建议;加拿大学者Ashkinadze,K.[3]修正了两端简支的宽翼缘工形截面受扭梁的稳定设计方法,将其扩展到受扭压弯构件的稳定设计;德国学者Kindmann,R.和Wolf,C.[4]作了两端简支工形和U形截面梁的试验研究;日本学者北田俊行等[5,6]作了两端简支受扭箱截面压弯构件的理论分析和试验研究。     

钢筋混凝土受扭构件的计算

弯梁桥和斜梁(板)桥是高级公路和城市道路常遇到的梁式结构。钢筋混凝土弯梁、斜梁(板),即使不考虑活荷载,仅在恒载作用下,梁的截面上除有弯矩、剪力外,也还存在着扭矩。受扭构件是工程中常见的受力形式之一,因此研究钢筋混凝土受扭构件的计算对于实际工程建设具有重要意义。本文主要介绍了钢筋混凝土受扭构件的计算方法、设计中需要遵守的原则以及注意事项,着重讲述了弯剪扭联合作用下钢筋混凝土构件的计算。     

冷弯型钢受弯构件非弹性屈曲试验

对名义厚度为2mm的30根冷弯薄壁型钢卷边槽形截面受弯构件进行非弹性屈曲试验研究,为了保证试件在非弹性阶段屈曲,试件整体弯曲屈曲应力大于三倍的材料屈服强度。试验结果表明冷弯薄壁型钢受弯构件在非弹性阶段会出现板件的局部屈曲以及构件的整体屈曲相关作用,我国现行规范《冷弯薄壁型钢结构技术规范》计算受弯构件在非弹性阶段的承载力过于保守,需对冷弯薄壁型钢受弯构件非弹性阶段承载力计算方法进行修正。     

基于广义梁理论的非线性材料薄壁受压构件屈曲荷载计算方法

提出适用于非线性材料的广义梁理论屈曲荷载计算方法,并对不锈钢薄壁受压构件屈曲荷载进行计算验证。通过定义材料非线性应力应变关系和瞬时弹性模量,对传统线弹性广义梁理论进行修正,建立非线性材料薄壁构件受压屈曲荷载计算方法,推导不锈钢薄板受压局部屈曲、冷弯薄壁不锈钢卷边槽形柱畸变屈曲及箱形不锈钢长柱弯曲屈曲荷载计算公式,并与既有试验数据对比。经验证,线弹性分析方法不适用于不锈钢材料;提出的修正GBT法具有较高精度,且本构关系采用变形法则结果偏于安全,可用于不锈钢等非线性金属材料薄壁构件受压屈曲荷载的确定,为研究和设计提供理论指导。     

复式薄壁方钢管混凝土构件受弯性能研究

通过复式薄壁方钢管混凝土构件受弯性能的试验研究,分析了内置圆形截面空钢管和钢管高强混凝土对薄壁方钢管混凝土构件纯弯段受弯性能的影响。试验表明：内置圆形截面空钢管和钢管高强混凝土可有效提高构件的受弯承载力,内置钢管高强混凝土的提高效果更显著;薄壁方钢管混凝土的受弯承载力和抗弯刚度明显较对比空钢管的高;试验过程中未出现钢管角部破坏的情况。对复式薄壁方钢管混凝土纯弯构件受力性能进行有限元分析,分析结果和试验结果吻合较好,外管的约束作用有效提高了夹层混凝土转角处混凝土的抗压强度。有限元参数分析结果表明,构件的受弯承载力和抗弯刚度随着夹层混凝土强度和径宽比的增大而增大,但随着径厚比的增大而减小;同时构件的受弯承载力随着钢管强度的增大而增大。建议了复式实心薄壁方钢管混凝土构件和复式空心薄壁方钢管混凝土构件受弯承载力的简化计算模型,其计算结果精度较高。     

一种基于广义梁理论的薄壁构件分析的新方法

广义梁理论中的横截面分析证实了一种新的薄壁构件分析方法。这个创新依赖于康托罗维奇的变分法,即采用无约束平面框架动力模式取代平面内变形的模式。通过平面内模型的后处理程序计算构件的翘曲变形,这与经典的广义梁理论的做法相反。新的计算程序比经典算法的步骤要少,可以分别计算弯曲、剪力和局部模态,并且适用于开口、部分封闭和封闭截面。通过两个实例说明了该方法对薄壁结构的线弹性性能分析的有效性和简易性。     

夹芯板弯曲屈曲分析的有限条-棱方法

用有限条 -棱方法对冷弯薄壁型钢压型表面泡沫夹芯板进行了弯曲屈曲分析 ,得到了夹芯板受压面层屈曲时的临界应力、屈曲荷载及屈曲半波长 ,并与试验结果进行对比 ,理论值与试验值吻合较好     

冷弯开口薄壁帽型截面受压钢构件压弯承载力的研究

对冷弯开口薄壁帽型截面受压构件的压弯极限承载力进行了分析研究,主要考虑构件长细比、荷载偏心距和构件初弯曲对压弯极限承载力的影响。利用MATLAB7.0.1和ANSYS10.0计算得到受压构件基于截面边缘纤维屈服准则的临界荷载和弹性弯扭屈曲荷载,进而利用ANSYS10.0对受压构件的弹塑性极限荷载进行了计算。通过对三种不同的计算方法得到的极限荷载进行比较,分析了冷弯开口薄壁帽型截面受压构件压弯极限承载力的计算方法。结论中评价了单轴对称截面压弯构件的设计公式。研究表明,该设计公式具有一定的安全储备,满足设计要求。     

爆扩桩抗拔机理的有限元分析

现有的研究成果对爆扩桩的成桩技术方面的研究已经比较完善 ,但是对爆扩桩的承载机理研究尚不完善 ,本文以爆扩桩抗拔机理的有限元计算为突破口 ,系统地分析总结爆扩桩的抗拔承载机理。     

双肢缀板钢格构立柱的整体稳定分析

考虑断面剪力影响后 ,按刚度等效的原则 ,将双肢缀板钢格构立柱等效为闭口薄壁杆件 ,应用Vlasov薄壁杆件理论分析其整体稳定。文中的方法计算简便。大量实践证明了本文方法的正确性和可行性     

曲线箱梁的剪力滞效应探讨

探讨了曲线箱梁剪力滞计算理论,通过ANSYS建立实体模型,借助计算机仿真分析的方法,讨论纯弯曲荷载作用下薄壁曲线箱梁主要结构参数对剪力滞效应的影响,以供参考。     

Interactive instabilities of thin‐walled laminated composite pultrusion box columns

The problem of interactive buckling and post‐buckling of intermediate length thin‐walled columns built of laminated plate elements subjected to compressive load has been proposed and solved analytically. Pultrusion columns have wide‐range applications in high‐rise building due to their low weight and high load carrying capacity. Classic stability theory and laminate theory were implemented to prove the existence of mixed‐mode buckling in thin‐walled pultrusion columns. Interactive stability modes can result in lower loading capacity of most compressive members and affects their post‐buckling behaviour in major proportions. Interactive buckling load analysis has been performed by means of a simplified theoretical model and verified by means of numerical analysis. The calculations were carried out for commonly used square section thin‐walled composite columns dimensions. The post‐buckling performance of selected sections has been investigated and an optimum layup configuration criterion for each section has been extracted according to pre‐ and post‐critical behaviour. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

薄壁钢梁稳定性计算的争议及其解决

在规范修订过程中,对钢梁的整体稳定性计算,有学者对《钢结构设计规范》(GBJ17—88)所依据的临界弯矩计算公式提出了质疑,并提出了新的计算公式。本文对规范所依据的公式和新提出的公式所依据的理论进行了对比,对新公式所依据的理论提出了疑问。为避免薄壁构件理论引入的各种假设带来思辨上难以解决的争议,本文采用ANSYS通用有限元程序的三维板壳单元SHELL63进行了6组共36根梁的整体失稳分析。有限元分析结果表明,采用板稳定理论求得的梁临界弯矩与《钢结构设计规范》(GBJ17—88)所依据的公式符合较好,而与新提出的公式比较相差较大。本文根据薄壁梁弯扭稳定理论,推导了考虑非线性正应变和剪应变的梁失稳过程应变能的变化公式,从而解释了考虑非线性剪应变的理论与ANSYS分析结果不符的原因,并对传统的稳定理论得到的结果进行了肯定。     

对薄壁杆件扭转刚度矩阵的建议

指出了在高层建筑结构简化计算中使用的、用双曲函数表达的薄壁杆件扭转刚度矩阵在实用中可能出现的问题.介绍了另两种可统一考虑二次剪应力影响的扭转刚度矩阵表达式.通过数值算例的对比,建议推广应用计算结果稳定、运用范围广的陈伯真表达式.     

Von der Bauteilfügung zu leichten Tragwerken: Trocken gefügte Flächenelemente aus UHPFRC

Light‐Weight Structures made of thin walled, dry jointed surface elements made of UHPFRC With the development of novel jointed, thin walled and thus light components the resource‐efficient use of ultra‐high performance fiber‐reinforced fine grained concrete in structures can be realized. The manufacturing of modular and efficient UHPFRC components is achieved by the digital workflow as a result of digital design, calculation and CNC‐controlled manufacturing technology. By linking lightweight concrete components with new, high‐precision non standardized joints, such components can be connected material and force flow compatible with each other. The results with dry jointed T‐beams show the manufacturability and the potential of the dry jointing system on a large scale. When checking the load capacity of thin‐walled construction elements, the influence of fiber reinforcement must be especially considered.     

Verbesserte Tragfähigkeit von dünnwandigen Tragwerken durch Hybridbauweise und Flächenstrukturierung

Improved load‐carrying capacity of thin‐walled structures via hybrid and non‐smooth wall constructions. This contribution deals with modified wall constructions of thin‐walled structures which aim to improve their load‐carrying capacity and imperfection‐sensitivity without a corresponding increase in total weight.