支管轴力和弯矩联合作用下T形圆钢管相贯节点热点应力分析与计算北大核心CSCD

支管荷载形式对节点的应力集中系数影响很大,利用ANSYS有限元程序模拟了T形圆钢管相贯节点在三种基本荷载(支管轴力、平面内弯矩以及平面外弯矩)单独作用下的热点应力分布曲线以及应力集中系数,分析结果与试验结果、文献公式计算结果进行了对比,结果吻合良好,表明该模型较为精确地模拟了T形节点的应力分布。进而利用该模型研究了T形圆钢管相贯节点在基本荷载及其不同联合荷载作用时的热点应力分布情况,获得了最大热点应力及其分布位置,分析同时考虑了无量纲几何参数对最大热点应力的影响。在API规范公式的基础上,提出了计算最大热点应力的修正公式,按修正计算式计算得到的值与有限元分析结果吻合良好,且具有较好的适用性。     

双钢板-混凝土组合剪力墙压弯承载力数值模型及简化计算公式

基于双钢板-混凝土组合剪力墙构件材料的单轴本构关系,研发了分析组合剪力墙压弯性能的弹塑性数值模型,对构件的弯矩-曲率曲线以及压弯相关关系曲线进行分析,并对压弯承载力进行计算,该模型计算结果与有限元分析结果、试验结果吻合良好。基于该模型对组合剪力墙中部墙体承担弯矩比例进行统计,结果表明,组合剪力墙中部墙体在受弯过程中承担比例较大,设计中不可忽略。对组合剪力墙压弯承载力进行数值计算和参数分析,研究了极限状态下影响压弯承载力关键因素,并基于关键参数提出计算该类组合剪力墙极限状态压弯承载力的简化计算公式,将该简化公式计算结果与数值结果进行对比,并与文献中组合剪力墙试验进行对比验证,计算精度较高,该公式可用于双钢板-组合剪力墙压弯承载力设计。     

受弯钢梁在偏心荷载作用下的临界弯矩

从薄壁杆件的一般理论出发,推导出荷载偏离弯心但与主轴平行的受弯钢梁的临界弯矩公式。为了验证该公式的正确性,采用ANSYS有限元程序的三维板壳单元SHELL63模拟6根不同截面尺寸和偏心距的槽形钢梁,计算了它们的临界弯矩,并把数值计算结果与理论公式结果进行对比,两者符合较好。     

焊接楔形波纹腹板工字钢梁整体稳定性能研究

建立焊接楔形波纹腹板工字钢简支梁在不等端弯矩作用下的平衡微分方程,并采用有限积分法编写程序求解,提出楔形波纹腹板工字钢简支梁在不等端弯矩作用下临界弯矩的建议公式。将拟合公式计算结果与ANSYS特征屈曲分析进行比较,表明ANSYS特征屈曲分析与弹性理论吻合较好。利用ANSYS特征屈曲分析,拟合得到楔形波纹腹板工字钢简支梁和悬臂梁在6种典型荷载工况(集中荷载和均布荷载分别作用于上翼缘、剪心、下翼缘)下弹性临界弯矩的实用设计公式。在此基础上,通过ANSYS弹塑性稳定分析提出并验证楔形波纹腹板H型钢梁弹塑性稳定极限承载能力计算公式。最后进行5根楔形波纹腹板工字钢悬臂梁在自由端上翼缘单点加载的整体稳定试验,并将试验结果与ANSYS弹塑性分析结果及实用设计公式的计算结果进行对比,验证ANSYS有限元分析的合理性以及实用设计公式的可靠性。     

预应力混凝土连续梁弯矩调幅建议

在总结国内外设计规定和建议的基础上，提出了对后张有粘结预应力混凝土连续梁弯矩调幅的设计建议，该建议公式的计算结果与变刚度法计算程序的计算结果吻合良好。     

简支楔形工字钢梁的弹性弯扭屈曲

用有限元法计算了双轴和单轴对称楔形工字钢简支梁在不等端弯矩作用下的弹性弯扭失稳临界荷载,与CECS102:2002中公式的计算结果进行了对比,发现后者偏大15%~45%。提出了新的变截面梁临界弯矩计算式,其表达形式与等截面梁的公式相同,便于工程应用。     

工字形截面压弯杆的平面外弯扭屈曲

对受不等弯矩作用下的楔形变截面受弯构件进行平面外弹塑性分析,同时考虑初始缺陷和两种典型的残余应力模式的影响。取小端截面和大端截面的最大应力比值K_σ分别为-1.0、-0.5、0、0.5和1.0,考虑截面塑性开展,引入通用长细比,在通用长细比中考虑了楔率和弯矩变化的影响,拟合得到了新的弯扭屈曲稳定系数公式。对于变截面压弯构件的平面外稳定,提出了弯矩项带指数的光滑曲线相关公式,轴力项和弯矩项均取自大端的内力及其截面性质,弯矩项的稳定系数来自新的弯扭屈曲稳定系数公式,弯矩项的指数考虑了小端和大端截面应力比K_σ的影响,与ANSYS有限元程序结果进行了对比,发现所提公式的精度很好。     

螺栓对T形钢节点抗弯性能的影响

T形节点常用于描述螺栓抗弯连接节点的受拉区。目前,一般认为螺栓仅承受拉力。主要研究T形节点处螺栓抗弯性能的影响。首先,建立三维有限元模型,并将分析结果与已有文献中的试验结果进行对比验证。然后,使用该数值模型分析不同轴向拉力和螺栓弯矩下各类T形节点的性能。结果表明,螺栓弯矩对有些T形节点的失效模式产生了影响。给出用于计算弯矩和轴向拉力作用下单个螺栓承载力的交互作用公式,并采用有限元模型评估该公式的精确性。最后,为评估作为T形节点构件的螺栓的弯矩和轴向拉力,给出了分析模型。与数值分析结果的比较表明,该模型能够较好地给出考虑螺栓弯矩的T形节点的性能。     

双轴对称楔形工字钢梁的弹性弯扭屈曲

本文利用基于板壳屈曲理论的有限元方法对楔形薄壁构件的弯扭屈曲进行了分析,对两种基于薄壁杆件理论的楔形工字钢梁弯扭屈曲分析方法进行了对比。基于较精确的楔形薄壁构件屈曲理论,对承受线性变化端弯矩作用的楔形梁的弯扭屈曲进行了大量分析,并提出了新的楔形工字钢梁临界弯矩计算公式。该公式形式与等截面梁的相同,便于工程应用。     

槽型钢加固混凝土梁力学性能研究

从已有的正弯矩试验出发,参考钢结构设计规范中组合梁理论,给出正弯矩和负弯矩塑性分析承载力公式,正弯矩理论值与试验值吻合,负弯矩理论值与试验值相比误差较大,因此提出简化的负弯矩计算公式,并与试验对比,计算值与试验值吻合,并指出采用钢结构规范的完全抗剪的负弯矩承载力公式计算槽钢加固悬臂梁的局限性。     

M-C与D-P屈服准则计算参数的能量等效方法及误差分析

 基于应变比能的概念,在偏平面内建立了分别进入Mohr-Coulomb(M-C)和Drucker-Prager(D-P)屈服面时所需形状改变比能的差值公式,获得M-C材料参数向D-P计算参数等效的统一性方案。可为各种参数匹配方法提供统一的计算公式、误差估计和能量解释。在此基础上讨论各种参数匹配方法的差异仅在于能量误差控制条件不同,且偏平面内能量误差零点可用Lode角或应力路径表示,此外,还讨论能量误差零点时对应Lode角的多值性及系列D-P准则等价性的条件。     

外伸端板节点在火灾下的转角-温度关系

通过对外伸端板常温下初始刚度和极限承载力的分析,引入了钢材高温下的材料特性,得出了节点在高温下的初始刚度和极限承载力。假定节点弯矩恒定,按照常温下节点弯矩-转角关系得到了节点的转角-温度公式,并与试验结果进行了比较,吻合较好。     

砌体在剪-压作用下抗剪强度研究

本文研究砌体在剪-压复合受力下的破坏准则和砌体静力抗剪强度与抗震抗剪强度的计算方法。根据最小耗能原理和正交各向异性材料的破坏准则,确立了砌体在剪-压作用下的相关关系式,该式与试验结果吻合较好,能完整地表达剪摩、剪压和斜压三种破坏形态。在此基础上,通过较大量的试验结果的拟合,且保持与现行结构设计规范有相同的可靠度,建立了砌体静力抗剪强度和抗震抗剪强度计算公式,式中统一采用轴压比作为主要变量来表达,并使《砌体结构设计规范》(GB50003—2001)与《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)在确定砌体抗剪强度时采用一致的方法。通过算例分析,本文公式计算值与该二种规范的取值相当吻合。本文方法可供设计和修订规范时参考。     

日本混凝土裂缝原因及其对策研究动向

使混凝土产生裂缝的原因是一材料因素，包括骨料、水泥、掺合材料；二是施工因素，包括混凝土的配合，拌制，运输，浇筑和养护；三是混凝土恶化因素，即钢筋腐蚀和碱集料反应。日本、美国等国家已有对裂缝宽度的容许值，并提出了混凝土裂缝控制的对策。     

压型钢板稻草板组合楼板力学性能

在稻草板基础上提出了一种新型组合楼板形式,将稻草板和压型钢板通过自攻螺钉连接形成组合楼板,并对组合楼板进行了抗弯性能研究.试验测试了各级荷载作用下压型钢板及稻草板中的应变和组合楼板挠度,观察了组合楼板的破坏过程及破坏形态,探讨了组合楼板破坏机理及组合效应,获得了组合楼板的极限抗弯承载力.结果表明:试验所采用的组合方式比较合理,组合效应良好,楼板有较大的承载力,可以作为房屋楼板使用.在试验研究和理论分析基础上,提出了组合楼板极限承载力公式与变形计算公式,试验结果和理论计算结果吻合良好,验证了计算公式的可行性.     

活性粉末混凝土抗冲击性能研究

 为验证新型遮弹材料钢纤维活性粉末混凝土(RPC)的抗冲击性能，利用自行研制的含纤维率为5%的RPC试件进行多组侵彻与接触爆炸试验。利用弹径分别为57与80 mm的半穿甲弹与钻地弹进行侵彻试验，2种实弹的着靶速度分别为300～600与800～900 m/s。通过将RPC试件的多组侵彻试验数据与利用经验公式计算所得半穿甲弹侵彻C30钢筋混凝土的深度以及钻地弹侵彻C30钢筋混凝土的试验数据进行对比分析可知，该RPC材料的抗侵彻性能是C30钢筋混凝土的2倍左右，同时验证用于计算RPC侵彻深度的理论公式的正确性，并分析了影响RPC抗冲击性能的因素。利用质量为0.5～3.0 kg的多组TNT炸药进行接触爆炸试验，通过将RPC试件的多组接触爆炸试验数据与利用经验公式计算所得的C30钢筋混凝土接触爆炸结果进行对比分析可知，该RPC材料的抗侵彻性能是C30钢筋混凝土的3倍左右，同时得到该RPC材料的爆炸压缩系数为0.042，填补了国防工程设计中的空白。     

天空亮度分布研究

本文提出了似阴天空亮度分布表达式,经验证表明,它与天空亮度实测结果吻合较好。在本文中还采用一个式子表示了各类天空亮度分布,这对于垂直面照度计算等无疑是方便的。     

双轿厢电梯运行周期设计和应用探讨

给出了双轿厢电梯运行周期应用的工程技术条件,F·桑赛维罗（Sansevaluo）公式的符号表示,与巴尼（Barrey）公式的关系提出了该工程技术条件的电梯运行周期新公式及木村武雄公式的关系,指出了桑氏和巴氏公式的缺欠,为正确设计,应用和研究双轿厢电梯运行周期公式创造了条件。     

变截面压弯杆的平面外弹塑性稳定

利用ANSYS软件对楔形变截面受弯构件进行弹塑性稳定分析,考虑截面塑性开展,引入通用长细比,在通用长细比中考虑楔率和弯矩线性变化的影响,拟合得到新的弯扭屈曲稳定系数公式.对于变截面压弯构件的平面外稳定,提出弯矩项带指数的光滑曲线相关公式,其中轴力项和弯矩项均取自大端的内力及其截面性质,弯矩项的指数考虑长细比和楔率的影响...     

基于统一强度理论的钢管活性粉末混凝土短柱承载力分析

采用双剪统一强度理论,充分考虑中主应力对钢管活性粉末混凝土(RPC)短柱的影响进行研究,推导出受压构件极限承载力公式;在此基础上结合粘结滑移理论,提出考虑钢管与RPC组合界面粘结力作用的轴压短柱的承载力统一解。并将计算结果与文献资料的试验数据进行比较,结果吻合较好,表明统一强度理论和粘结滑移理论对钢管RPC柱的理论计算有非常好的适用性。该结果为钢管RPC柱承载力计算方法的优化设计提供了一定的理论依据,对工程设计有一定的参考价值。