矩形钢管混凝土轴压柱局部屈曲性能的解析分析

本文对矩形钢管混凝土轴压柱钢管壁的局部屈曲性能进行了理论分析研究，用能量法计算了在均匀压力作用下管壁的局部屈曲临界应力，得到了矩形钢管混凝土钢管板件的局部屈曲系数k=10.67。     

钢管填充混凝土后弹性与弹塑性屈曲分析

采用有限条法分析了方钢管填充混凝土后的弹性及弹塑性屈曲性能,考虑了钢板受均匀压应力作用和应力梯度变化两种工况,计算了钢板的临界屈曲应力,分析了残余应力对临界屈曲应力的影响.结果表明:当截面相对宽厚比低于30时,钢管内部填充混凝土并不能提高钢管的屈曲承载力;截面宽厚比超过30以后,随着截面宽厚比的增加,钢管内部填充混凝土后对钢管承载力的提高幅度越来越大,承载力提高幅度最大为空钢管承载力的2.58倍;并能有效提高钢板的抗弯屈曲承载力;残余应力的存在使得钢板在弹性和弹塑性阶段的屈曲承载力降低,残余应力越大,临界屈曲应力越低.     

矩形弹性中厚板的屈曲荷载计算

以短梁的梁函数构造矩形弹性中厚板屈曲计算的基函数系，运用Hamilton原理研究了矩形弹性中厚板的屈曲特性。计算结果表明，精度较高。     

具有转动弹性支承杆的热弹性过屈曲分析

基于轴线可伸长杆的几何非线性理论，建立了两端的转动方向弹性约束杆的热屈曲控制方程，该问题是包含杆轴线孤长在内的多未知函数的强非线性两点边值问题，无法求其解析解，本文采用打靶法得到了该问题的数值解，给出了具有不同长细比、不同弹性支承系数杆的热过屈曲平衡路径和平衡构形。     

非线性弹性屈曲问题的简单模型分析

本文借用Ｓｈａｎｌｅｙ模型考虑材料的非线性弹性的影响，给出了临界载荷分析，并用摄动法对后屈曲路径进行了分析。建立了后屈曲路径稳定与否的临界条件并进行了数值计算。结果表明材料的非线性弹性性质对临界载荷及后屈曲路径均有影响。     

钢板筒仓稳定屈曲分析

对空仓和实仓2种状态下不同壁厚的钢板筒仓进行了有限元屈曲分析,结果表明空仓的有限元临界屈曲应力与理论解接近.如果将有限元临界应力乘以<粮食钢板筒仓设计规范>中的筒仓失稳破坏稳定系数,再乘以初始缺陷影响系数0.5,则所得结果与规范一致,所以通过有限元计算可以获得筒仓的许用临界屈曲应力.     

弹性支承上弹性转动约束矩形薄板线性荷载压屈分析

为探讨边界约束下不同刚度对受线性压力作用矩形板稳定性的影响,研究了弹性支承上弹性转动约束的矩形薄板线性压屈问题。采用基于能量变分原理的Ritz能量法,根据屈曲形变提出合适的挠曲面函数,由其能量变分推得临界屈曲荷载理论解。通过有限元分析得到此类矩形板压屈荷载数值解,结果表明:荷载梯度较小时误差不超过2.8%;荷载梯度较大时,通过回归得到修正系数,误差不超过4.7%。同时建立临界纵横比、荷载梯度与板的边界转动约束刚度和支承刚度之间的关系式,根据计算结果分析,边界转动约束刚度为0.8～100时对薄板受压稳定性影响显著。     

结构弹性屈曲矩阵摄动法

将结构动力分析中的矩阵摄动有限元法推广到结构弹性屈曲重分析中，给出了几个结构算例。数值试验表明了弹性屈曲矩阵摄动算法的有效性。     

圆空心钢管混凝土短柱在轴向压力作用下的可靠性分析

为分析圆空心钢管混凝土短柱在轴向压力作用下的可靠性,以笔者及其他学者所进行的圆空心钢管混凝土轴压短柱试验数据为统计样本,结合Normal、Lognormal、Weibull、Gamma 4种分布形式,考虑模型误差,分别根据《钢管混凝土结构技术规范》（GB 50936—2014）中的钢管混凝土柱轴压承载力计算公式与作者提出的修正公式,运用Monte Carlo法计算得到了规范公式与修正公式的可靠度指标。结果表明：依据两种公式计算得到的可靠度指标均基本满足目标可靠度指标3.7的要求;规范公式的可靠度指标较大,约为修正公式的1.05倍,计算结果较为可靠;可靠度指标随着混凝土强度和荷载效应比的提高而上升,随着含钢率的提高而下降,钢材强度和空心率的变化,可靠度指标的变化不明显。考虑上述4种分布类型对抗力误差的影响,分析了各参数因素对抗力分项系数的影响,结果表明：计算模型误差分布类型和活载类型对抗力分项系数的影响不明显,安全等级和荷载效应比影响较为明显;考虑实际工程中常用的荷载效应比,提出荷载效应比不同时抗力分项系数取值分别为1.21、1.32、1.41。     

考虑翼缘约束的工字形截面腹板的弹性屈曲

利用有限元方法（FEM）分析了非均匀受压的单块矩形板的弹性屈曲,总结了非均匀受压简支矩形板屈曲系数的各国规范计算公式;在此基础上,改变有限元模型的边界条件,提出了非均匀受压的非加载边固支矩形板的屈曲系数公式.对考虑翼缘嵌固约束作用的工字形截面腹板,指出了翼缘嵌固作用与传统转动弹簧约束的不同,引入翼缘自由扭转刚度和腹板抗弯刚度比值作为无量纲参数,得到了精度良好的考虑翼缘约束作用的非均匀受压腹板的屈曲系数计算公式.验证了传统的弯曲和剪切应力作用下弹性屈曲的相关公式在翼缘弹性嵌固条件下的腹板屈曲问题中的适用性.     

冷弯薄壁受压C形截面局部屈曲荷载和承载力

为研究板组效应对冷弯薄壁受压C形截面局部屈曲荷载和承载力的影响,对组成其截面各板件局部屈曲时的变形协调情况进行理论分析,提出考虑该效应的腹板局部屈曲计算模型,基于能量法和静力平衡条件推导了冷弯薄壁受压C形截面局部屈曲荷载的解析解,并分别与有限条法和中国规范GB 50018—2002规定的方法进行对比.将所推导的解析解引入直接强度法,对21根冷弯薄壁C形受压短柱试验的承载力进行计算,并分别与承载力试验结果和按GB 50018—2002规定方法计算的承载力进行对比分析.结果表明:在屈曲荷载方面,本文推导的解析解合理可靠,而按中国规范规定的方法则存在系统误差,当截面高宽比小于4.5时,其结果偏于保守,当截面高宽比大于4.5时,其结果偏于不安全;在承载力方面,按本文方法计算的承载力与试验结果较为接近,合理可靠,而按中国规范规定方法计算的承载力较保守,并且随着截面宽高比的增大,保守趋势不断增大.     

方钢管砼柱轴压力学性能的试验研究

介绍了包括空钢管柱、素混凝土钢管柱、配筋混凝土钢管柱及钢筋混凝土柱在内共36个试件的轴心受压试验情况.讨论了钢管的宽厚比、混凝土强度、配筋率等参数对极限承载力和延性等力学性能的影响.对混凝土填充钢管柱和钢筋混凝土填充钢管柱的力学性能进行了比较，结果表明，核心混凝土中配筋虽不能明显的提高承载力，但可以有效的提高其延性系数，改善试件的抗震性能.     

圆钢管混凝土偏压长柱屈曲承载力的FEM法分析

构造了非线性三维虚拟层合单元法,对5组圆钢管混凝土偏压柱的非线性屈曲承载力进行了三维有限元分析,计算结果与试验结果符合良好.以典型截面形式的圆钢管混凝土偏压长柱为例,对其载荷-变形全过程进行了分析,给出了非线性屈曲承载力与长细比的关系,研究结果可为圆钢管混凝土柱的承载力设计提供参考.     

Q420镀锌焊接圆管轴压整体稳定试验研究

为了研究Q420高强度镀锌焊接圆钢管轴压柱的整体稳定性能,进行了轴压静力试验,研究了失稳破坏形态和极限承载力,通过计算得到其稳定系数φ,并与现行钢结构设计规范的柱子曲线进行对比．结果表明,试验实测得到的稳定系数φ明显高于我国现行钢结构设计规范所规定的焊接圆钢管所在的b类截面柱子曲线,甚至高于a类截面柱子曲线;同时,对镀锌与未镀锌圆钢管柱的轴压受力性能进行对比分析,结果表明,焊接圆钢管试件经过热镀锌处理之后轴压整体稳定承载力有所提高．     

角钢轴压构件畸变与局部相关屈曲分析

采用ANSYS有限元软件,对冷弯薄壁加劲卷边角钢轴压构件的畸变与局部相关屈曲性能进行模拟分析。研究不同卷边宽度对构件的屈曲模式及临界荷载的影响,以及不同厚度对构件的畸变与局部相关屈曲临界荷载及经济系数的影响。结果表明:卷边宽度对构件的屈曲模式及临界荷载有较大影响,对比不同卷边宽度下各构件的临界荷载值,得出卷边宽度与肢长比在6/25左右较合理;板件厚度对于畸变与局部相关屈曲临界荷载有较大的影响,对比不同板件厚度下各构件经济系数的变化,得出板件厚度与肢长比在7/150左右较合理。     

钢管混凝土轴压中长柱的非弹性屈曲荷载

基于"钢管混凝土统一理论",应用切线模量理论推导出了钢管混凝土轴压中长柱的非弹性屈曲荷载的计算公式,并将理论计算结果和文献试验结果进行了对比,理论计算结果和试验结果符合良好.     

Unified bearing capacity model of confined concrete column subjected to axial compression

To better study the behavior of confined concrete,this paper presents the basic hypothesis of ultimate equilibrium of confined concrete and the unified yield criteria of confining material.Based on the static equilibrium condition and yield criteria of components,a unified bearing capacity model of confined concrete column is proposed,and a simplified calculating equation of the model is also given.The model captures the character of confined concrete column.Effects of the confinement effect ratio,the lateral confinement ratio,unconfined concrete strength and the properties of confining material on the bearing capacity of confined concrete column are carefully considered.The model may be applicable to the calculation of bearing capacity of steel-confined concrete,concrete filled steel tube and FRP-confined concrete.The predictions of the model agree well with test data.