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。     

残余应力对H型钢楔形梁相关屈曲的影响

以有限元分析软件ANSYS为工作平台,基于非线性板壳有限元理论,采用壳单元对轻型门式刚架中H型钢楔形薄壁梁进行考虑双重非线性的全过程分析,从而对其相关屈曲性能进行深入的研究。通过变化构件腹板厚度、长度、翼缘宽度、楔率等几何参数,从荷载-位移曲线、承载力、变形的发展等方面入手,分析了残余应力对变截面H型钢梁的相关屈曲性能的影响,获得到了一些有价值的结论。     

截面尺寸对冷弯薄壁槽形钢屈曲的影响

薄壁构件在轴向受压荷载作用下很容易由于屈曲而失效,但是冷弯薄壁型钢构件的屈曲又是一个复杂的过程。在此用有限条法分析了卷边C型截面钢构件的局部屈曲性能,较真实地反映了其受力的实际情况,得出了卷边C型截面钢构件各个截面参数变化对屈曲的影响。     

截面尺寸对冷弯薄壁槽形钢屈曲的影响

薄壁构件在轴向受压荷载作用下很容易由于屈曲而失效，但是冷弯薄壁型钢构件的屈曲又是一个复杂的过程。在此用有限条法分析了卷边C型截面钢构件的局部屈曲性能，较真实地反映了其受力的实际情况，得出了卷边C型截面钢构件各个截面参数变化对屈曲的影响。     

H型钢楔形薄壁梁相关屈曲性能分析

以有限元分析软件ANSYS为平台,基于非线性板壳有限元分析理论,对轻型门式刚架中H型钢楔形薄壁梁的相关屈曲性能进行大挠度弹塑性分析。用Shell 18l单元对轻型门式刚架中H型钢楔形薄壁梁进行离散,考虑初始几何缺陷和残余应力的影响,对其进行全过程跟踪分析,从而对其相关屈曲性能进行深入的研究。从荷载-位移曲线、承载力、变形的发展和塑性区的分布等方面入手,对影响相关屈曲性能的因素(腹板高厚比、翼缘宽厚比、跨度、楔率等)进行系统的分析和研究,并与现行规范进行比较,得到一些有价值的结论。     

H型钢楔形构件的形常数研究

为研究H型钢楔形构件的形常数,分析了现有H型钢楔形构件任意截面惯性矩的表达式,选择了一种精度高的新表达式。运用单位荷载法推导了H型钢楔形构件在不同边界约束下的形常数解析表达式,并运用Mathematica软件得到了简化公式。通过与基于Excel VBA的SAP2000API的有限元分析结果比较表明,本文提出的简化公式形式简便、精度高,使用方便。     

冷弯薄壁卷边H型钢受弯构件局部屈曲分析

采用有限条软件CUFSM对200种不同截面几何参数的冷弯薄壁卷边H型钢在荷载作用下的局部屈曲应力进行计算,并利用构件的屈曲应力分析了不同的卷边宽厚比、截面宽高比、腹板高厚比、翼缘宽厚比对冷弯薄壁卷边H型钢局部屈曲性能的影响。在此基础上,提出了适用于求解冷弯薄壁卷边H型钢在荷载作用下局部屈曲应力的简化计算式,并将简化公式计算的结果与有限条法计算的结果进行对比,表明所提出的简化计算式具有很好的适用性和精确性。     

H型钢防屈曲支撑抗震性能试验研究

提出一种H型钢防屈曲支撑（HBRB）以便于对结构中既有H型钢构件进行抗震加固,同时可避免传统H型钢防屈曲支撑中过早发生内芯局部屈曲破坏的现象发生。该支撑的耗能内芯采用H型钢,约束构件由2个U形钢和2块钢板通过高强螺栓拼接而成。为了研究HBRB的抗震性能,对3个试件进行拟静力试验,结果表明,构造合理的HBRB具有稳定的滞回耗能能力。通过分析试件破坏模式发现：将端部加劲肋布置在翼缘两侧有利于避免H型钢防屈曲支撑内芯应变集中及约束构件局部鼓曲破坏的发生;端部加劲肋和外部约束构件之间的间隙过大会导致加劲肋和H型钢内芯焊缝撕裂;采用低电流、多道焊缝施焊有利于提高防屈曲支撑的疲劳性能。在轴向荷载作用下,H型钢内芯除了发生整体弯曲变形外,腹板和翼缘作为板件还会分别发生自身的高阶屈曲;翼缘和腹板在屈曲后与约束构件接触,相当于对H型钢增加额外的侧向约束,使其整体稳定承载力明显提升。     

腹板开孔冷弯薄壁C型钢纯弯构件抗弯承载力研究

为了研究腹板开孔对冷弯薄壁C型钢抗弯承载力的影响,选取不同孔洞尺寸和不同孔洞数目的冷弯薄壁C型钢受弯构件进行了有限元分析,结果表明:当此类构件发生畸变屈曲失稳模式时,构件抗弯承载力随孔洞高度的增加呈现降低的趋势,但随孔洞数目的增加变化不大。     

楔形压弯构件平面内稳定极限承载力研究

楔形变截面H型钢构件设计中常采用高而薄的腹板,这样能够充分发挥翼缘的承载能力,节省材料。如此虽然可能引起腹板的局部屈曲,但板件的屈曲并不意味着构件承载能力的丧失。应用非线性板壳有限元分析方法,对变截面压弯构件平面内稳定极限承载力进行了分析。在考虑腹板局部屈曲和构件整体屈曲相关作用的同时,系统地分析与评价了腹板宽厚比、翼缘宽厚比、构件长细比和楔率等对压弯构件平面内稳定极限承载力的影响,并与《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)的计算结果进行了比较,结论可供工程设计参考。     

卷边翼缘工形变截面构件在压弯荷载作用下平面内稳定承载性能研究

针对卷边工形变截面构件在压弯作用下的面内稳定承载性能进行研究,并在已有的卷边工形等截面压弯构件面内稳定承载力公式的基础上,参照CECS 102∶2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》中的变截面构件设计方法,给出卷边工形变截面构件压弯平面内稳定承载力的计算公式。楔率是影响变截面构件稳定承载力的重要因素,设计了一系列算例,重点考察楔率对变截面卷边工形构件稳定承载性能的影响,同时也验证了所给出的平面内稳定承载力计算公式的准确性和适用性。     

不同荷载工况下双段变截面H型钢梁相关屈曲性能分析

采用ANSYS软件中的板壳元,考虑双重非线性,对梁端受等弯矩、不等同号弯矩、不等异号弯矩和梁上均布荷载和两端简支与固接情况下双段变截面H型钢梁进行了全过程分析,并同时考虑了纵向焊接残余应力、初始几何缺陷的影响。根据获得的构件荷载-位移曲线和不同荷载时刻的构件整体与局部变形形态,对比分析了不同荷载工况对双段变截面梁的承载力、整体刚度、相关屈曲、塑性扩展等性能的影响。研究结果表明,对于受弯矩作用的双段变截面H型钢薄壁梁,其腹板宽厚比可尽量取大值;剪力对梁的相关屈曲性能影响很大,对主要受剪力作用的梁,要防止发生腹板局部屈曲;固接约束极大改善构件性能。     

变截面H型钢柱相关屈曲性能研究

采用板壳单元离散变截面H型钢柱,并同时考虑构件整体与局部初始缺陷、残余应力、材料屈服、几何非线性等因素的影响。根据数值分析的结果,重点研究了腹板宽厚比、腹板楔率、翼缘宽厚比、长细比等参数对板件局部屈曲与构件整体稳定的影响,总结了压力作用下变截面H型钢柱局部屈曲、整体屈曲和相关屈曲的发展过程以及影响因素。     

工字型铝合金轴心受压构件中美设计规范对比

对比GB50429-2007《铝合金结构设计规范》、DGJ08-95-2001《铝合金格构结构技术规程》（试行）、美国铝合金设计规范中6061-T6工字型铝合金构件的整体稳定系数,求出了铝合金板材不同宽厚比下弹性屈曲允许应力,得到了铝合金构件不同长细比与宽厚比之间的关系.工程设计中应综合考虑整体稳定、局部稳定及局部屈曲的影响,以确定最合理的截面形式.     

楔率对变截面构件稳定临界荷载影响的分析

分析了门式刚架楔形变截面构件的稳定临界荷载 ,给出了稳定临界荷载随楔率的变化规律 ,同时还对门式刚架梁等阶梯形变截面构件的平面稳定问题进行了分析。     

卷边翼缘工形截面构件在轴心压力作用下的稳定承载力研究

与普通工形截面比较,卷边工形截面构件由于卷边的存在增强了翼缘的抗压屈曲能力,进而提高了截面的承载效率,是一种新型的薄壁截面构件。采用大挠度弹塑性板壳有限元分析方珐,对卷边工形构件在轴心压力作用下的稳定承载性能进行了研究。在考虑构件与板件几何初始缺陷和截面残余应力的情况下,研究了卷边工形截面参数(截面宽高比、腹板高厚比、翼缘宽厚比)与构件长细比的变化对轴心压力构件稳定承载性能的影响。最后,在大量数值分析结果的基础上,归纳总结出了卷边工形构件在轴向压力作用下的稳定承载力设计公式。     

剖分T型钢压杆的屈曲性能和应用

剖分T型钢由热轧H型钢一分为二得来,属单轴对称截面。在承受轴线压力时,它的屈曲性能有两个特点。其一是绕对称轴屈曲时必然伴随有扭转,从而降低其承载力。另一方面,当压力移至截面剪心时,屈曲不再出现扭转,承载力达到弯曲屈曲荷载。杆件承载力的这种提高,只有在绕另一主轴屈曲有多余承载力,足以承担压力移至剪心产生的偏心力矩时才能加以利用。本文分析表明,截面高宽比不小于1．25的剖分T型钢满足或部分满足这一条件。有时,荷载作用在形心与剪心距离的一半处较为有利。第二个特点表现在压杆腹板局部屈曲承载力和宽厚比限值。本文揭示出腹板的临界应力总是高于杆件弯扭屈曲的临界应力,因此,只要杆件通过弯扭屈曲验算,就不必顾虑腹板屈曲。然而,在工程实践中有些杆件扭转受到约束,从而不去验算其弯扭屈曲。此时,腹板有可能作为一纵边嵌同、另一纵边自由的板件屈曲。建议的腹板宽厚比限值就是为保证在这种情况下的稳定性而给出的。