楔形变截面H型钢梁内力分析的传递矩阵法

用H型钢梁截面惯性矩较精确的近似计算公式来代替其精确计算公式 ,从而建立了楔形H型钢梁内力分析的传递矩阵法。此方法简便、实用 ,计算效率较高。     

柔性连接钢梁火灾行为的试验研究

对4根柔性连接H型钢梁进行了火灾行为的试验研究．试验采用足尺试验形式，试验中考虑了跨度、荷载大小两个主要因素．钢梁跨度分别为4200mm和3600mm．荷载比率分别为0．31和0．52．通过试验，得出了钢梁的温度场分布和变形情况．试验结果表明：H型钢梁在火灾作用下发生了弯扭屈曲现象；轴向约束对H型钢梁的火灾行为有一定影响；钢梁进入大变形阶段后，轴向约束压力变为轴向约束拉力，轴向拉力有阻止钢梁自身进一步变形的作用，即发生了悬链线作用．     

波纹腹板H型钢梁的有限元分析

波纹钢板相对于平板具有更好的抗屈曲性能。采用有限元的分析方法,分别建立了平腹板和波纹腹板H型钢梁的有限元模型,采用两点加载方式对比考察了钢梁受弯段和剪跨段的力学性能。通过有限元分析对比,说明了平腹板H型钢梁与波纹腹板H型钢梁的承载力、破坏形态和变形曲线的差异。得到的结论可以为相关结构设计提供参考。     

H型钢梁(端板连接)火灾行为的试验研究

为研究钢结构抗火性能,对4根端板连接H型钢梁进行火灾行为的试验研究.全部火灾试验在自行研制的火灾试验炉上进行,采用足尺试验形式,考虑跨度、荷载大小两个主要因素.钢梁跨度分别为4 200,3 600 mm,荷载比率分别为0.48,0.78.得出钢梁的温度场分布、变形情况及端板连接、轴向约束对钢梁的影响.结果表明:H型钢梁在火灾作用下发生局部屈曲和弯扭屈曲现象;端板连接、轴向约束对H型钢梁的火灾行为影响明显;钢梁进入大变形阶段后,轴向约束压力变为轴向约束拉力,轴向拉力有阻止钢梁自身进一步变形的作用,即发生了悬链线作用.     

上翼缘受侧向支撑的固端钢梁整体稳定分析

采用ANSYS有限元程序对受混凝土板刚性约束的两端固定H型钢梁进行非线性屈曲分析,分别研究了钢梁在高度变化和下翼缘宽度变化两类情况下梁负弯矩段的侧扭屈曲对梁整体稳定的影响,结果表明上翼缘有刚性侧向支撑的两端固定H型钢梁存在部分屈曲后强度,钢梁在屈曲后承载力能继续提高,构件未发生过度变形前可充分利用钢梁的部分塑性,提高其设计承载力;另外下翼缘宽度变化对两端固定梁整体稳定影响较大,梁截面较高同时下翼缘又比较窄时,负弯矩段的侧扭屈曲会使钢梁发生过度变形,对下翼缘无侧向支撑的H型钢梁设计时仍需考虑其整体稳定性.     

摩擦耗能型翼缘削弱式钢梁连接的承载性能

提出一种摩擦耗能型翼缘削弱式（RBS）钢梁高强螺栓的连接形式,可实现塑性铰外移的效果。由设置在钢梁腹板中部的横隔板和腹板共同组成H型凸起抵抗剪力,不仅节省了钢梁腹板位置的大量抗剪螺栓群,在钢梁吊装时还可作为搭接平台,实现钢梁的快速安装。在H型钢梁摩擦型高强螺栓连接试验验证的基础上,利用ABAQUS有限元软件建立了摩擦型RBS钢梁连接的数值模型。与传统钢梁连接形式相比,摩擦型RBS钢梁连接的受力过程可分为：弹性阶段、滑移阶段、强化阶段和塑性阶段,在摩擦滑移阶段和全截面屈服阶段可形成2级耗能机制。改变翼缘螺栓预紧力、盖板厚度、翼缘厚度以及钢材强度等参数,对摩擦型RBS钢梁连接的工作机理和承载性能变化规律进行分析。摩擦型RBS钢梁连接具有良好的承载力和塑性转动能力,可得到与骨式翼缘RBS钢梁相似的塑性铰外移的效果,且转角延性系数由1.7提高到12。摩擦型RBS钢梁连接滑移阶段的抗弯承载力主要与翼缘螺栓群的极限摩阻力相关,而塑性阶段极限抗弯承载力则与螺栓强度、栓杆直径以及钢梁塑性极限弯矩等因素相关。     

三角形空翼缘梁的极限承载力试验研究

在澳大利亚学者提出的空翼缘梁（HFB）的基础上,提出一种新型三角形空翼缘梁（THFB）.通过试验测试,对三角形空翼缘梁（THFB）和传统H型钢梁在承受集中荷载作用下的破坏过程进行了对比,发现两种梁的破坏模态存在明显差异,THFB在集中荷载作用下极易发生局部屈曲,传统H型钢梁则易发生整体失稳,且THFB比传统H型钢梁具有较好的抗弯扭性能.利用有限元软件ANSYS对试验试件进行有限元模拟,试验结果和有限元模拟结果吻合较好.基于所建的有限元模型对THFB进行参数分析,参数主要包括上翼缘板厚、上翼缘板宽、腹板厚和钢材屈服强度,得出了THFB梁的承载力随不同参数的变化规律.最后结合理论和有限元分析,验证了Eurocode 3提供的H型钢梁设计公式计算THFB极限承载力的适用性.研究结果表明：采用Eurocode 3提供的H型钢梁设计公式对THFB的极限承载力进行验算是安全的,但偏于保守.     

具有厚型防火涂料的H型钢梁耐火性能参数分析

目的在相同极限耐火时间条件下,建立一种具有厚型防火涂料的H型钢梁的涂料厚度选择关系式．方法以辽宁鞍山市高官岭置业小区轻钢框架住宅的4号楼框架主梁GL2为分析对象,利用大型有限元软件ANsYs对具有NH（UN—H10）厚型防火涂料的GL2主梁进行耐火有限元分析,重点研究涂料厚度、导热系数、材料密度和比热等参数对钢梁耐火性能的影响．结果在一定范围内,钢梁的耐火性能随涂料厚度、密度和比热容的增加而线性增加,但随导热系数的增加而按双曲线降低．笔者给出了选取经济适用的钢结构厚型防火涂料关系式．结论对钢结构厚型防火涂料的参数分析得到的关系式可以很方便地估算出给定耐火时间下的H型钢梁的厚型防火涂料厚度．     

焊接H型钢矫正方法应用

施工中经常遇到焊接H型钢变形问题,了解原因后,采用适当的方法才能获得良好的矫正效果。通过对屋面梁的角变形矫正、腹板波浪变形矫正、H型钢梁侧弯矫正及其他局部变形的矫正,研究了如何在实际生产中灵活运用各种矫正方法。     

CFRP加固简支钢梁有限元分析

主要研究了碳纤维复合材料粘贴到钢结构表面用于结构补强与加固的技术特点,并对不同加固方式下的碳纤维增强复合材料(CFRP)加固H型受弯钢梁进行有限元计算,得到了它们的荷载-挠度曲线,分析不同使用状态下的构件碳纤维加固对其承载力、刚度等方面的影响.结果表明,与未加固钢梁相比,采用CFRP加固后的钢梁的承载力、挠度得到显著改善.     

波纹腹板H型钢梁柱刚接节点静力性能

波纹腹板H型钢能以较薄的钢板获得较高的抗剪屈曲能力,从而可以大量节约钢材。但传统的H型钢梁柱刚接节点的构造形式不适用于波纹腹板H型钢梁,为此提出了2种构造形式的波纹腹板H型钢梁柱刚接节点的构造形式。通过静力试验考察这2种节点的承载力以及各截面的内力分布,并对比了试验结果与有限元分析结果及实用设计公式的计算结果,验证了有限元分析的合理性以及实用设计公式的可靠性。使用有限元分析软件ABAQUS对节点进行了参数分析,研究了端板厚度、连接板厚度与波纹断点对节点承载力的影响。     

PEC柱与H型钢柱梁柱端板连接节点抗震性能对比

为研究部分包裹混凝土组合柱(PEC)与钢梁节点的抗震性能,进行了6个不同构造的PEC柱钢梁外伸式端板连接节点试件的低周往复荷载试验,与普通H型钢柱外伸端板连接节点试验结果进行了对比,分析了填充混凝土、端板厚度及是否添加背垫板和腹板加劲板对节点滞回性能、延性和耗能能力的影响.试验及对比结果表明:填充了混凝土的部分包裹混凝土组合柱梁柱端板连接较之普通H型钢柱外伸端板连接节点可节省用钢量,具有良好的滞回性能和延性.加设背垫板可改善宽肢薄腹组合体连接的抗震性能.     

CFRP片材加固钢梁的有限元分析

工程结构中的受弯钢梁由于腐蚀或疲劳损伤需要进行加固和修复,与传统的钢结构加固方法相比,粘贴CFRP加固钢结构具有很大的优势和应用前景,如不会导致严重的应力集中、不会产生残余应力、施工方便、维护费用低等。但是目前仅对CFRP加固钢构件进行了部分试验研究,缺乏相关的有限元分析。本文拟对CFRP加固H型钢梁有限元分析的几个关键问题进行了论述,并采用笔者提出的"三维实体-桁架-壳元"有限元模型对钢梁粘贴CFRP加固前、后的性能进行分析。分析结果表明,对完好钢梁粘贴CFRP布和CFRP板加固后其性能提高非常显著,而且粘贴CFRP板的加固效果更加明显。     

钢框架十字型刚性节点滞回性能分析与设计

为研究钢框架十字型刚性节点构件的滞回性能,以轴压比、H型钢柱腹板厚度、钢梁截面形式及加劲肋为参数,设计8组钢框架十字型刚性节点和1组T型刚性节点;基于简化的力学模型和材料的本构关系,利用ABAQUS软件建立有限元模型,分析节点试件的滞回性能;通过与已有的T型刚性节点试验结果对比,两者吻合较好,验证有限元模型的合理性.开展十字型节点仿真分析,提取节点荷载—位移滞回曲线、包络图、骨架曲线和应力云图,获得柱轴压比、H型钢柱腹板厚度、钢梁截面形式及加劲肋对该类节点抗震性能的影响规律,并对轴压比、柱腹板与翼缘厚度比提出设计建议.结果表明:柱轴压比设计限值建议取为0.5,柱腹板与翼缘厚度比设计限值建议取为0.75.当截面形式为H型钢时,十字型刚性节点的抗震性能良好,并且优于截面形式为钢管的,节点域设置横向加劲肋可有效提高节点的抗震性能.     

变截面钢梁的优化设计

介绍了变截面钢梁优化设计的内容，推导了变冀缘宽度钢梁截面优化设计的步骤及通用公式，并编写了相应的钢梁裁面优化计算机程序。算例表明，用本文程序设计的钢梁可比手算法节省钢材10%左右。     

骨式钢框架梁柱连接节点显著屈服转角的研究

在骨式钢框架结构基于滞回耗能的性态设计方法中,骨式连接节点显著屈服转角确定的是否精确直接影响结构整体滞回耗能确定的合理性.为了系统研究骨式连接节点显著屈服转角的量化方法及变化规律,采用ABAQUS有限元程序分析骨式连接节点在单向荷载作用下钢梁腹板厚度、钢梁翼缘厚度、钢梁高度、钢梁宽度、钢材强度等参数对节点显著屈服转角的影响,并采用通用弯矩法、等能量法、FEMA273法对骨式连接节点的显著屈服转角进行了计算.结果表明,钢梁腹板厚度、钢梁翼缘厚度、钢梁高度、钢梁宽度对骨式连接节点显著屈服转角影响较小,而钢梁的钢材强度对骨式连接节点的显著屈服转角影响较大.通用弯矩法及等能量法确定的骨式连接节点的显著屈服转角数值较大,FEMA273法确定的显著屈服转角最小,但同骨架曲线的拐点数值最为接近,建议具有明显拐点的骨式连接节点的显著屈服点可按FEMA273法确定.     

浅谈火力发电厂管桁钢屋架的现场制作

在火电工程建设中,主厂房屋盖结构的钢屋架大部分采用的形式为钢板组焊H型钢梁及角钢组焊的钢屋架,由于以上结构形式的钢屋架和檩条使用钢材量大,造成一定的资源浪费,所以轻型钢屋架结构形式的使用势在必行。以三门峡火电厂二期扩建工程中施工的管式钢屋架为例,重点谈一下管式钢屋架现场制作的施工方法。     

梁结构损伤识别模拟方法研究

在梁结构损伤识别中,有多种方法可以模拟结构的局部损伤,如折减单元截面惯性矩、降低单元的弹性模量、减小截面的厚度等。在各种模拟方法下对结构的动力性能进行了分析研究,提出了采用增加单元质量的方法来模拟结构的损伤,并通过H型钢梁进行模拟,对比验证了这几种方法的优劣性。     

波纹腹板H型钢梁受压翼缘局部稳定理论研究

提出梯形波纹腹板H型钢梁翼缘局部失稳的理论计算模型,指出波纹腹板对翼缘失稳相当于提供绕腹板轴心线的弹性转动约束作用.根据边界条件假设,采用理论推导得到了翼缘局部弹性屈曲应力的三角级数解,利用有限元分析验证了边界条件假设及理论模型的有效性.指出相比于平腹板,波纹腹板对翼缘具有更强的约束作用.     

蜂窝钢梁的强度和刚度研究

用有限元法对蜂窝梁(用H型钢或普通热轧工字钢经切割再扩高焊接而成的空腹梁)建模分析,对不同荷载形式下的蜂窝式工字钢梁受力性能和应力分布特点进行了研究.考虑到蜂窝梁开孔数、孔口扩高比、高跨比等因素的影响,通过与相同截面尺寸的实腹工字钢梁以及扩高前的H型钢梁受力性能的对比,说明蜂窝梁在安全的前提下可以明显的减少钢材,并总结了在实际工程中设计蜂窝梁时应注意的事项和按空腹刚架法推导得到的简化计算式.