钢构件稳定性检测方法研究

对轴心受压钢构件进行了稳定性检测方法研究。通过一系列的公式推导得出了不同截面形式的轴心受压钢构件的荷载与位移关系,从实测构件的位移出发,来判断结构的稳定性状态。     

铝合金轴心受压构件局部稳定性参数分析

为研究铝合金轴心受压构件的局部稳定性能,采用有限元软件ANSYS对132个十字形截面、144个箱形截面及180个工形截面进行数值分析。研究板件厚度、局部几何初始缺陷、整体几何初始缺陷、屈服强度、Ramberg-Osgood模型中应变硬化指数n的取值以及板件间相互作用对3类构件屈曲后性能的影响,给出板件全部有效的最大宽厚比[b/t]及有效厚度折减系数αt。分析结果表明:局部几何初始缺陷和屈服强度对[b/t]及αt影响较大,在工程实际中必须考虑;n值主要影响[b/t],对αt的影响不大;板件厚度和整体几何初始缺陷对两者没有影响;工形截面翼缘和腹板间存在相互作用,使两者αt差值减小。在实际工程中,要控制板件的局部几何初始缺陷大小,至少为规范中的普通级;当材性未知时,可取n=f0.2/10,且在该值的±50%之内,n的取值对板件的有效厚度折减系数基本没有影响。     

薄壁箱形结构的稳定性研究

随着钢结构的广泛应用,对于钢结构的稳定性研究日趋重要,传统的方法把结构的稳定性与强度分开考虑,从结构的非线性分析的角度考虑,结构的稳定性问题和强度问题是相互联系的。结构的荷载-位移全过程曲线可以准确的把结构的稳定性,强度的整个变化历程表示清楚,本文借助有限元ansys软件平台,对箱型截面钢结构稳定性进行系统研究。包括线性分析和非线性分析,同时也对比了包括规范在内计算的屈曲荷载,证实了非线性分析的有效性。     

张弦梁结构无柱雨棚张拉施工有限元模拟分析

本文分析了张弦梁结构无柱雨棚张拉施工的三种有限元模拟算法,并结合算例采用初应变法模拟预应力张拉过程,计算结果确定了预应力张拉控制值,指出了张拉阶段刚性构件的内力明显不同于使用阶段,为施工过程提供了指导。     

凯威特型索穹顶结构多种张拉成形方案模型试验研究

张拉成形技术属于索穹顶结构的关键技术。为分析比较各种张拉成形方案的施工可行性和方便性,同时深入理解预应力生成机理,对一凯威特型索穹顶结构模型进行了逐步张拉外圈斜索成形、一次性张拉外圈斜索成形及由外及里逐步调节压杆到原长成形等三种成形方案的张拉成形试验,跟踪了张拉成形全过程。试验研究表明：三种张拉成形方案都是可行有效的,其中一次性张拉外圈斜索成形方案施工较为方便;逐步调节压杆长度到原长成形方案精度相对较高;控制构件原长的张拉成形控制技术不仅适用于单整体自应力模态体系,也适用于多整体自应力模态体系;体系预应力伴随着构件的逐步张拉到位而逐步生成。     

受弯钢构件整体稳定性的计算

本文对新订《钢结构设计规范》(GB 17—88)中受弯构件(梁)的整体稳定性计算理论和方法,以及由能量法求得的侧扭屈曲的临界弯矩 M_(cr)公式作了简要讲述。分析了影响整体稳定性的因素和对有关应用问题进一步作了说明。文中对一般焊接工字形截面简支梁的整体稳定系数ψ_b 计算式的简化和规范附表1.1中各整体稳定等效弯矩系数β_b 值的确定,作了较为详细的论述;对非弹性整体稳定系数ψ′_b 与ψ_b 的关系进行了论证;并对其他截面如轧制普通工、槽钢简支梁,箱形截面简支梁和应用于压弯构件面外整体稳定性验算公式中的整体稳定系数和规定作了介绍。     

银川火车站站房混凝土拱壳结构稳定性能分析

混凝土拱壳结构可以满足建筑所要求的复杂外形,并能很好利用混凝土的受压性能,在实际工程中有众多的应用。银川火车站站房采用了三个清水混凝土拱壳结构,壳体纵向最大跨度27m,体型较为复杂,受力性能特殊。运用通用有限元程序ANSYS对混凝土壳体进行分析,确定其失稳模态,得到拱壳结构对于外载的反应以及自身屈曲性能,探讨了混凝土壳体结构非线性有限元计算的可行性,所得分析结果可为类似结构设计提供依据。     

索穹顶结构张拉找形与承载全过程仿真分析

索穹顶结构的预应力张拉过程是几何体系由机构变成结构的过程。首先,从预应力施工张拉方式实现既定结构成形态、确定结构成形态满足正常使用和安全要求、优化预应力度选定合理结构成形态三个方面,应用重启动计算分析方法,对索穹顶结构进行预应力张拉找形及承载全过程仿真分析。分析表明,采用不同的预应力张拉方式可以达到相同的既定成形态,这为制定预应力张拉施工方案创造了灵活的技术空间。其次,通过对索穹顶结构在不同预应力度下承载全过程仿真分析,得出工程采用的预应力度是安全合理的,并提出结构设计各阶段体系弹塑性性能指标。最后,针对不同跨度索穹顶结构,通过确定结构初始几何形态的初始预应力度P0,以P0为基本模数分析不同预应力度下结构的弹塑性性能,得出索穹顶结构初始预应力为（7.5～10）P0的设计方法。以上研究方法和结论在我国大陆地区首座大跨度索穹顶结构工程--内蒙古伊旗全民健身体育中心工程中实现应用。     

某新型施工设备支承结构的稳定性研究

首次提出研制一种用于一般建筑工程及高层建筑工程的施工、建筑外装修、已有高层建筑的清洁和维修的施工设备,该设备具有自动化程度高、操作灵活、使用方便等诸多优点,其主要的结构包括附着支架、操作台、液压爬升系统。采用ANSYS非线性屈曲分析及工程实用算法对附着支架稳定性做了计算研究。     

均匀受压圆弧拱平面外弹塑性稳定设计方法

作为建立压弯钢拱平面外稳定承载力设计方法的第一步,综合考虑拱截面形式、初始几何缺陷、残余应力、矢跨比及拱脚条件的影响,通过弹塑性有限元分析,对均匀受压圆弧拱的平面外稳定承载力进行了数值分析,获得了平面外稳定设计曲线。研究表明：保向力作用下钢拱的平面外初始刚度及稳定承载力明显低于向心力作用下的相应结果,是一种较为不利的工况;相比几何初始缺陷和残余应力,矢跨比和拱脚条件对均匀受压圆弧拱平面外稳定承载力影响较大;通过引入拱正则化长细比,统一了不同矢跨比和拱脚条件的均匀受压圆弧拱的平面外稳定设计曲线的表达式;对于热轧圆钢管截面、焊接箱形截面、焊接工字形截面圆弧拱,可以采用GB 50017-2003《钢结构设计规范》中的b类、c类和d类截面的柱子曲线计算其平面外稳定承载力。     

钢拱桁架平面内稳定性分析及研究

选择90 m跨钢拱桁架为研究对象,采用SAP2000对其平面内稳定性进行研究,研究中考虑了初始几何缺陷,不同荷载分布情况对结构屈曲承载力和变形能力的影响,研究结果表明,初始几何缺陷对拱桁架稳定影响较为明显。     

高性能钢预应力撑杆柱整体稳定性能研究

采用高性能钢材对预应力撑杆柱整体稳定性能具有显著影响。采用有限元软件ANSYS对普通强度钢材预应力撑杆柱和无预应力柱进行了弹性屈曲分析,并与理论公式相比较,验证了有限元模型的正确性。考虑了材料非线性、几何非线性和初始缺陷,对模型进行弹塑性轴压稳定承载力分析,比较了钢材种类对预应力撑杆柱和无预应力柱稳定承载性能的影响。分析结果表明：预应力撑杆体系和高性能钢材的合理使用,能显著提高轴心受压柱的承载能力,充分发挥两者的优势。     

弦支穹顶预应力钢结构体系索与拉杆延性性能设计研究

预应力大跨度钢结构体系的大变形倒塌失稳极限状态是结构安全的控制因素,其基本构件索与拉杆的延性性能分析研究对结构体系的安全设计至关重要。索与拉杆分别经过冷作硬化处理和调质热处理后,构件强度大幅度提高,而延性性能大幅降低。本文以2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构工程为实例,在罕遇地震作用以及体系静力失稳极限状态下,对环索及径向拉杆的应力、变形性能进行分析研究。总结得出弦支穹顶结构"体系大变形,索杆小应变"的力学性能规律,证明了延性性能相对较差的索杆构件应用于弦支穹顶结构体系的安全性。     

带伸臂压杆静力稳定计算的讨论

以管架结构中主动管不在顶层的活动支架为例,探讨了伸臂柱悬伸段计算长度系数的取值方法,并给出了实用设计用表,指出推导出的带伸臂压杆的屈曲条件及相应的计算长度系数较精确,可供设计时参考。     

后张法预应力钢绞线张拉探讨

介绍了后张法预应力张拉设备的选用及张拉设备的标定,进行了钢绞线理论伸长量的计算,从初应力和张拉方案的确定、钢绞线的穿束和张拉几方面进行了探讨,分析了张拉中常出现的问题,以完善后张法预应力技术。     

考虑杆件失稳影响的网壳结构稳定性研究

为了解和掌握杆件失稳对网壳稳定性的影响,指出判别网壳结构杆件失稳的关键问题并提出杆件失稳的判别方法。采用有限元软件ANSYS及自编的前后处理程序对已有网壳试验进行对比分析,得到模型结构的全过程响应、杆件失稳的判断结果和杆件失稳对结构的影响,分析结果符合已有试验结果。并以Kiewitt8型球面网壳为例,分析网壳结构杆件失稳特征及在网壳结构中的传播规律。同时,在考虑杆件稳定性的基础上,考察材料非线性、初始几何缺陷以及杆件挠曲二阶效应和挠曲失稳对杆件稳定性和网壳稳定性的影响规律。结果表明提出的方法可以有效地判断网壳结构杆件的稳定性,杆件失稳及其传播将直接影响结构稳定性。     

铝合金受弯构件整体稳定性的试验研究

通过试验研究工字型铝合金挤压构件在纯弯荷载作用下的整体稳定性。构件的材料包括两种:6061-T6和6063-T5,分别代表弱应变强化合金与强应变强化合金。构件截面包括双轴对称与单轴对称两种类型,构件的端部严格约束了侧向的转角。试验过程中荷载持续增加,直至达到构件承载力峰值。试验共测量了40根铝合金梁在纯弯荷载下的稳定承载力,铝合金梁的破坏形式涵盖了弹性失稳和弹塑性失稳。材性拉伸试件分别从每种材料的铝合金梁的翼缘和腹板上切取,共进行了8组试验。并且把试验结果与早期研究得到的计算方法相比较,证明了计算方法的准确性。     

软土中细长桩稳定性分析

通过采用能量法,对软基地段细长桩稳定性分析过程进行了概述,并结合工程实例进行了探析,最后总结出影响桩基临界荷载计算精度的多种因素,以便指导实践。     

超高层框架-核心筒结构的扭转刚度及其稳定

为了控制超高层框架-核心筒结构的侧向刚度和扭转刚度,以临界屈曲因子为参数,讨论了弯曲、扭转双重二阶效应对刚度的影响。推导了结构的临界屈曲因子与自振周期的关系,指出扭转临界屈曲因子是合理反映超高层框架-核心筒结构扭转刚度的力学参数,推荐采用扭转临界屈曲因子替代周期比评估结构的扭转刚度。选取两个超高层框架-核心筒结构工程案例及其参数测试模型,通过几何与材料非线性分析,分析了超高层框架-核心筒结构屈服后,临界屈曲因子、刚度折减、地震作用之间的相互关系。结果表明,偏小的扭转临界屈曲因子和扭转与弯曲临界屈曲因子比会引起更多的刚度折减,扭转临界屈曲因子有可能成为结构刚度设计的主导参数。根据刚度折减-地震水准关系曲线和刚度折减-临界屈曲因子关系曲线,给出了弯曲和扭转临界屈曲因子容许下限的建议值分别为7.5和2.5。