火灾环境下钢构件的静力稳定临界长度

根据弹性稳定理论原理研究了钢结构构件在火灾环境下的静力特性问题，导出了高温下杆件的静力稳定临界长度计算式．讨论了温度、长细比、构件截面形式、材料特性等因素对杆件静力稳定临界长度的影响，并给出了不同约束条件下构件的计算参数，探讨了在实际工程中如何减小结构失稳的问题，可为钢结构抗火设计提供参考。     

高温环境下超静定结构的受力分析

文章根据弹性稳定理论研究了超静定结构构件在火灾情况下的静力特性问题,导出了高温下杆件的静力稳定临界力计算式,并讨论了温度、长细比、构件截面形式、材料特性等因素对杆件静力稳定临界力的影响,探讨了在实际工程中如何减小结构失稳的问题,可为超静定结构抗火设计提供参考。     

高温(火灾)环境下钢构件的动力稳定临界长度

根据弹性稳定理论及Galerkin原理研究了钢构件在热状态下的动力特性问题,导出了高温下杆件的动力稳定临界长度计算式,并讨论分析了温度、长细比、构件截面形式、材料特性等因素对杆件动力稳定临界长度的影响,并给出了不同约束条件下构件的计算参数,探讨了在实际工程中如何减小结构振动的问题,可为钢结构抗火设计提供参考.     

压电材料主元杆件的基本力学性能

提出了一种实用的新型含压电堆材料的主元杆件,阐述了其应用于钢结构稳定控制的基本工作机理,讨论了该主元杆件在不考虑机电耦合及考虑机电耦合时的极限承载力的改变,同时运用有限元法,讨论了压电主元杆件中含压电堆的长度对其静力稳定性的影响,并进行了数值计算.结果表明:考虑机电耦合能够显著提高主元杆件的极限承载力;主元杆件所含压电堆的长度对静力稳定性的影响并非线性提高,而是必须在特定的刚度优化时才能进行有效地控制.     

局部双层网壳结构设计

依据梁 柱单元非线性有限元理论 ,编制了网壳结构几何非线性分析程度 ,分析了不同矢跨比、不同双层杆件布置区域的两种跨度的局部双层网壳的静力、稳定特性 ,比较了变化规律 ,确定了不同矢跨比下 ,单层网壳边界处布置双层杆件的合理范围。所得结果可为类似结构设计提供依据     

双层柱面网壳整体模型的建立及分析

采用有限元法,借助SAP2000对双层柱面网壳模型进行整体建立和静力分析,研究了关于双层柱面网壳在静力荷载作用下各杆件内力与位移的分布规律,得出了各杆件受静力荷载影响程度,进而了解了双层柱面网壳的静力特性。     

钢框架和钢桁架的构件长度计算方法

针对钢结构的轴压、压弯构件的稳定问题 ,分析了钢框架、钢桁架在不同的支承、约束情况下构件长度的计算方法 ,以增强工程设计人员对这类构件计算长度取值方法的了解     

大矢跨比单层球面网壳动力试验模型弹塑性稳定分析

为了解水平地震作用下具有不同失效机制的单层球面网壳结构在静力荷载作用下的弹塑性稳定性能,利用有限元软件ANSYS,对两个矢跨比为1/2的单层球面网壳结构试验模型进行双重非线性全过程分析,获得结构的弹塑性极限承载力,比较二者的失稳模态,初步了解二者之间的差异。考察结构杆件屈曲、初始缺陷等因素对结构稳定性能的影响,并分析各因素对结构极限承载力的影响规律。结果表明,地震作用下,具有强度破坏特征的网壳结构在静力下的失稳模式表现为结构的整体失稳,而发生动力失稳破坏的结构则表现为局部失稳破坏。杆件失稳和初始缺陷使结构的临界荷载大幅度降低,且地震作用下属于强度破坏的单层球面网壳结构在静力下对初始缺陷的敏感性大于动力失稳破坏结构。     

拉-压杆件的稳定承载能力

拉-压杆件是在两支承点间部分区段受压、部分区段受拉的杆件,其承载能力需要由稳定计算确定。这种杆件出现在刚架格构式横梁的弦杆。压力和拉力的分布有三种不同情况。现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018虽然对这类弦杆的稳定计算有所规定,但不能完全解决三种工况的计算问题。本文利用结构稳定理论著作中的弹性临界荷载计算公式,在参数分析的基础上由曲线拟合得出三种工况拉-压杆件计算长度系数的实用计算公式。建议的公式具有较好的精度,可供设计工作采用。     

武汉市月亮湾城市阳台索膜结构设计与节点优化分析

武汉月亮湾城市阳台项目索膜结构整体造型是异形曲面,为大跨度柔性结构,索膜结构主要由起承重作用的承重索、起稳定作用的稳定索以及周边起刚性支承作用的桁架构成。恒载作用下,管桁架构件最大应力出现在支座附近,杆件以压力为主。首先详细介绍了阳台索膜结构的设计,并对不同荷载条件下的索膜结构进行了静力与稳定性分析;然后从钢桁架结构柱提取典型节点进行有限元建模,对其进行校核与优化分析;最后提出了节点优化设计建议。     

火灾荷载作用下轴压钢构件临界应力分析

以轴压钢构件为研究对象,探讨火灾场荷载作用下结构钢材料的弹性模量、抗弯刚度、屈服强度的变化规律,且在这些材料基本参数改变的前提下分析了轴压钢构件的临界应力和临界力,最后进行实例数值分析,得出轴压钢构件在火灾高温条件下钢结构材料的弹性模量、抗弯刚度和屈服强度都急剧下降,降幅在火灾持续时间2h左右达50%以上,轴压钢构件的临界应力也快速下降,使钢构件的承载能力下降很快,导致结构破坏。因此,在钢结构设计中,必须考虑火灾高温对轴压钢构件的临界应力和临界力降低的影响。     

无粘结预应力混凝土连续板火灾行为的试验分析

对9块无粘结预应力混凝土连续板进行了受火性能的试验研究。通过对这些试验的综合分析，给出了出现裂缝的主要种类、成因及由此造成的破坏形式。根据裂缝的发展趋势和板的破坏形式说明了内力重分布的规律，并与由支反力推算得的弯矩变化规律相互验证。从火灾初期弯矩变化规律图可以发现，在受火的前5min，结构内己产生剧烈的内力重分布，火灾初期结构的内力重分布主要是由热膨胀应变引起的。根据板的破坏形式和预应力筋被拉断等现象提出了保证连续构件必要的耐火极限的防护措施。     

Lateral torsional stability analysis of large order space frame systems

In this paper the elastic stability of rigid space frames is investigated with the aid of the finite element method. The element stiffness matrix for second order (stability) analysis is formulated on the basis of open thin-walled element theory considering the coupling of torsional and flexural behaviour in three dimensions under the assumption of small deformations. A first order (static) analysis is done first in order to calculate the axial force distribution in the members, and the vanishing of the determinant of the global stability stiffness matrix is the criterion used to obtain the critical load of the structure. The rigid space frames investigated here by the proposed methodology consist of commonly used steel joists with horizontal or X-bracing connecting them. The effects of the support conditions and bracing configuration on the buckling loads of various steel joist systems are studied. Useful conclusions are drawn and comparisons with existing experimental results are made.     

防火涂料破损对钢构件温度分布的影响

采用有限元数值分析得出了防火涂料局部破损后钢构件的温度分布规律,提出了临界破损长度的概念。分析了柱长、防火涂料厚度、截面形状系数,以及标准火灾升温时间对防火涂料局部破损后钢构件温度分布的影响。给出了破损长度和其影响区域内温度分布的计算公式,可供结构抗火性能分析和设计参考。     

某超高层结构的整体稳定分析及底层柱计算长度系数确定

“高层规范”稳定计算公式是从欧拉临界力公式推导的,存在诸多的简化假定,对于复杂的高层结构可能存在较大的误差。文章分析了规范公式的不足,并采用SAP2000软件对一超高层混凝土结构进行了线性和非线性的整体稳定分析,将结果与规范进行了比较,得出二者有一定的出入,有的相差较大。然后,基于稳定分析原理,对结构中底部跨层柱的计算长度系数进行了计算。本文有关计算方法可为相关工程设计提供参考。     

考虑轴线偏差的钢顶管允许顶力计算方法

钢顶管轴向稳定性直接影响到允许顶力大小。若顶力控制不当,顶管可能发生轴向失稳破坏。顶进过程中的轴线偏差会降低轴向稳定性。为解决存在轴线偏差的钢顶管允许顶力计算问题,考虑管周土体的约束、管土摩阻力的共同作用,将钢顶管顶进过程中的轴线偏差作为初弯曲,建立并求解能量方程,获得了临界顶力荷载的解析解。结合实际工程,提出了根据容许轴线偏差量与管长共同确定初弯曲的方法,计算了不同初弯曲条件下的稳定系数与允许顶力。稳定系数与轴线偏差呈二次曲线关系,轴线偏差越大,顶管轴向稳定性越低,允许顶力越小。钢顶管施工过程中,应根据轴线偏差造成的不同初弯曲计算稳定系数与允许顶力,以控制顶管顶力,避免发生轴向屈曲。     

均质土中钢顶管顶进稳定性的能量法分析

顶管作为一种非开挖技术,越来越多地应用于各种地下管线工程。钢顶管在顶进过程中,如果顶力控制不当,可能发生轴向整体屈曲,从而导致管体结构失稳破坏。针对这一问题,考虑管周土体的约束、管–土摩阻力以及轴线偏差引起的初弯曲等作用,建立并求解了均质土中钢顶管在轴向顶力作用下的能量方程,获得了临界顶力荷载的解析解。然后,从轴线偏差、管周土体地基反力系数、管–土摩阻力方面分析了钢顶管轴向整体稳定系数的变化规律。钢顶管轴向整体稳定系数随长细比增大而减小,轴线偏差显著降低了钢顶管的轴向整体稳定性。顶管周围土体的约束作用增大了钢顶管轴向整体稳定性。管土摩阻力对钢顶管的轴向整体稳定性影响很小,可以忽略不计。均质土中的钢顶管轴向稳定性规律不同于一般的钢结构,临界顶力荷载解析解可以为钢顶管设计提供依据。     

强约束轴心受压钢管柱耐火性能试验研究

为正确评估强约束钢管柱的耐火性能,利用自行研制的杆系结构构件温度轴力测量装置,采用恒载升温试验方法,设5级初应力水平,6种长细比,对30根Q345钢管柱进行试验研究,揭示轴心受压钢管柱在强约束下的耐火性能。试验结果表明:强约束钢管柱在温升作用下的温度应力相当大,对钢管柱破坏有决定性作用,在耐火设计与评估中必须考虑。钢管柱在高温作用下,破坏前其弹塑性性质较为明显。相同长细比的构件,在较高的初始应力水平作用下,极限承载力大、温度应力小、临界温度低;反之相反。在相同初应力水平下,长细比对强约束钢管柱的极限承载力和温度应力的影响并不敏感,但长细比大的试件为失稳破坏,破坏后变形很大;长细比较小的试件为强度破坏,破坏后变形较小。以试验数据为基础给出两端固定Q345钢管柱的下限临界温度回归计算公式,可用于火灾中约束刚度不变的钢结构耐火设计与评估。     

不同截面形状和材料柱的动力稳定性研究

探讨了不同截面形状和材料柱在竖向谐振力下的动力稳定性问题 ,分析了不同截面和材料柱的动力不稳定区域的差异 ,并探讨了阻尼力、杆的尺寸效应对杆动力稳定性的影响 ,提出了杆的稳定计算长度的确定方法