奥氏体型不锈钢焊接箱形截面轴压构件整体稳定性能试验研究

为了研究奥氏体型不锈钢材轴心受压构件的整体稳定性能,对6根奥氏体型不锈钢焊接箱形截面柱进行了轴心受压试验研究,在试验前对试件的几何初弯曲进行了测量,在试验过程中对荷载初偏心进行了量测。基于试验结果,分析了该类型构件的失稳破坏形态和整体稳定承载力,并与欧洲钢结构规范和中国钢结构规范进行了对比。结果表明此次试验数据高于欧洲钢结构规范和中国钢结构规范的设计曲线,设计曲线较为保守。     

轴心受压焊接H形钢短柱高温下局部稳定性能试验研究

为了研究Q235和Q460轴心受压焊接H形钢短柱高温下的局部稳定性能,采用恒温加载方式分别对6个Q235和6个Q460轴心受压焊接H形钢短柱试件进行常温和高温下的局部稳定性能试验,得到了常温和450、650℃下试件的翼缘和腹板局部稳定破坏形态,根据极限应变法和曲线拐点法确定试件在常温和高温下的临界荷载。采用我国现行《钢结构设计规范》和已有文献中关于局部稳定的计算方法计算试件的局部稳定临界应力,并和试验结果进行对比。研究表明：试件在高温下和常温下的破坏形态基本相同;与常温下局部屈曲承载力相比,高温下Q460高强钢试件的局部屈曲承载力较Q235普通钢试件下降幅度大;采用规范公式计算高温下焊接H形钢短柱翼缘和腹板的局部稳定临界应力与试验结果差别较大。     

热轧不锈钢圆管柱轴心受压构件整体稳定性能试验研究

为研究不锈钢圆管柱轴心受压构件的整体稳定承载性能,对9根奥氏体型和10根双相型热轧不锈钢圆管柱进行了整体稳定轴心受压试验。根据试验前测量得到的试件的几何初弯曲和试验过程中得到的荷载初偏心,分析了不锈钢构件的失稳模态和整体稳定性能承载能力。将试件的试验结果与现行《欧洲不锈钢结构规范》和CECS410∶2015《不锈钢结构技术规程》的计算结果进行了对比,结果表明:两本规范对奥氏体型和双相型不锈钢稳定承载力计算结果较试验结果均偏于保守,且双相型不锈钢构件的保守度更加显著。     

Q460高强钢焊接箱形截面轴压构件整体稳定性能研究

为研究高强度钢材轴心受压钢柱的整体稳定性能,对5个国产Q460钢材焊接箱形截面柱进行了轴心受压试验研究。试验对试件的几何初弯曲、荷载初偏心以及截面的纵向残余应力分布均进行了测量。基于试验结果,分析了该类钢柱的失稳破坏形态和整体稳定承载力,建立了有限元分析模型并对试验结果进行模拟计算。研究结果表明：试件破坏模态均为整体弯曲失稳形态,大部分试件稳定承载力高于规范设计值;有限元分析模型能够准确地考虑几何初始缺陷和残余应力的影响,计算结果与试验结果吻合良好;通过与国内外钢结构设计规范的对比,提出了国产Q460高强钢焊接箱形截面轴压构件整体稳定设计的建议方法,即可以统一采用我国或欧洲规范的b类曲线进行设计,而不需要按板件宽厚比大小进行分类。     

箱形截面构件局部与整体相关稳定承载力的直接强度设计法

直接强度法(direct strength method)是薄壁截面稳定承载力设计的一种非常简便且比较精确的设计方法,有逐步取代薄壁截面有效宽度法的趋势。应用大挠度弹塑性板壳单元对箱形柱的局部与整体相关稳定承载性能进行详细的分析,通过变化截面板件宽厚比(D/t)、截面的边长比(B/D)、构件的长细比(λ),并考虑构件实际的残余应力与几何初始缺陷,分别获得了箱形截面构件在承受轴向压力、纯弯曲以及弯矩与轴力共同作用下的稳定承载力计算公式。这些实用的计算公式摒弃了应用有效宽度法带来的误差及繁琐计算,采用直接强度法设计,其计算公式精度高,应用方便灵活,对进一步修订钢结构设计规范及工程设计有参考价值。     

不锈钢箱形截面轴心受压构件整体稳定性有限元研究

为研究不锈钢箱形截面轴心受压构件的整体稳定性,采用ANSYS软件对奥氏体和双相体两种不锈钢箱形截面轴心受压构件的整体稳定性进行了数值模拟,模拟中考虑了材料的非线性本构模型、构件的初始几何缺陷、残余应力的影响。重点通过不锈钢箱形截面构件在轴压作用下的荷载-位移曲线、截面应变发展情况及极限承载力对其整体稳定性能进行阐述。通过对比有限元模拟值、试验值以及根据规范计算的承载力,认为采用ANSYS软件能对不锈钢箱形截面轴心受压构件进行准确地模拟,残余应力对箱形截面的极限承载力影响较小,《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)不适用于不锈钢整体稳定性设计。     

复合型高性能钢材轴压构件整体稳定性能研究

为提升现代钢结构工程的综合抗灾能力,集高强度、高延性、耐蚀性和耐火性为一体的新一代复合型高性能钢材已经出现.该文针对该类钢材焊接工字形截面轴压构件的整体稳定性能,设计并完成6个长柱稳定试验,研究构件的稳定承载力和失稳破坏形式,并将试验结果与我国《钢结构设计标准》(GB 50017-2017)的柱子曲线进行对比,给出建议...     

Y形截面轴压构件的稳定承载力

Y形截面构件作为一种新型截面代替双角钢或四角钢截面作为输电塔主材构件首次被运用于糯扎渡送电广东±800kV直流输电线路工程中,但目前由于缺乏该种类型截面的理论和试验研究,限制了其推广应用。运用经典弹性理论和切线模量理论分别分析了3种Y形截面构件在弹性和弹塑性范围内的屈曲性能和稳定承载力,并利用ANSYS软件有限元分析对理论结果进行验证。此外将有限元结果与按《钢结构设计规范》(GB50017—2003)中a类和b类曲线计算得到的稳定承载力比较,提出了Y形截面的设计方法。     

铝合金受弯构件整体稳定性的试验研究

通过试验研究工字型铝合金挤压构件在纯弯荷载作用下的整体稳定性。构件的材料包括两种:6061-T6和6063-T5,分别代表弱应变强化合金与强应变强化合金。构件截面包括双轴对称与单轴对称两种类型,构件的端部严格约束了侧向的转角。试验过程中荷载持续增加,直至达到构件承载力峰值。试验共测量了40根铝合金梁在纯弯荷载下的稳定承载力,铝合金梁的破坏形式涵盖了弹性失稳和弹塑性失稳。材性拉伸试件分别从每种材料的铝合金梁的翼缘和腹板上切取,共进行了8组试验。并且把试验结果与早期研究得到的计算方法相比较,证明了计算方法的准确性。     

高强钢焊接箱形轴压构件整体稳定设计方法研究

与普通强度钢材轴压构件相比,高强钢轴压构件的整体稳定承载力受构件初始缺陷,特别是受截面残余应力的影响显著降低,其整体稳定系数明显提高。国内外现行的钢结构设计规范制定的柱子曲线均是基于普通强度钢材构件的研究,现有针对高强钢轴压构件整体稳定性能的少量研究仅针对特定强度等级钢材提出了设计建议或方法。为研究不同等级高强钢轴压构件的整体稳定设计方法,全面总结了国内外现有高强钢焊接箱形截面轴压构件的试验研究,并采用三维有限元模型模拟了试件的整体稳定性能,分析过程考虑了几何初始缺陷、残余应力以及几何和材料非线性的影响。利用验证后的数值模型进行了大量参数分析,算例包括8种钢材强度等级、6种截面尺寸以及长细比不同的构件。结果表明,高强钢焊接箱形轴压构件的整体稳定性能随强度等级提高而提高。根据数值计算结果与我国钢结构规范设计曲线的对比分析,建议强度等级为Q460、Q500、Q550、Q620、Q690、Q800钢材焊接箱形轴压构件(板厚小于40mm)按b类曲线进行设计,Q890和Q960的钢材焊接箱形轴压构件(板厚小于40mm)按a类曲线进行设计。此外,还提出了更新的柱子曲线公式。     

理想轴心受压构件稳定性的物理解释

结构稳定性的物理概念是开展结构抗屈曲概念设计及稳定性检算的基础。通过构造理想压杆稳定性分析的等效刚球模型,建立压杆直线位置扰动后状态与位于给定支撑面坐标原点的刚球干扰状态之间的联系,加深学生和结构工程师对弹性系统稳定性的直观理解。提出轴心受压构件在任意端部约束条件下静力稳定性判别的广义力增量准则,为多自由度系统扰动广义抗力及平衡稳定性提供物理解释,可用于判别结构非线性平衡路径中间状态的稳定性,并指明结构后屈曲平衡构型。     

Experiment on aluminum alloy members under axial compression

To improve the design methods of Chinese aluminum alloy members, experiment of 63 profiled aluminum alloy members, made of Chinese aluminum alloy 6061-T6, under axial compression is conducted in this paper. Valuable experimental data are obtained. At the same time, in order to obtain the relevant data, a large number of other experimental data from published papers and technical reports are collected and sorted out. 167 valid experimental data points are obtained finally. Furthermore, for the purpose of creating column curves, the aluminum alloy members under the axial compression, used in experiments, are analyzed by means of FEM. Based on the numerical results, 2 column curves are created by means of the numerical fitting method. The column curves are compared with the calculated data according to the experimental results for verification, and also are verified with the curves in design codes of several relevant countries. The numerical results show that the column curves obtained in this paper are valid and reliable.     

Q420等边角钢轴压杆整体稳定性能试验研究

国内大型输电铁塔中已逐步采用Q420高强度角钢。为研究此类高强度等边角钢轴压杆的整体稳定性能,进行了轴压静力试验研究,试验包括60个试件,截面类型选取了在所有热轧角钢截面中板件宽厚比最大的5种。基于试验结果,研究了Q420高强度等边角钢轴心受压柱的失稳破坏形态和极限承载力,通过计算得到其稳定系数,并与现行钢结构设计规范的柱曲线进行了对比,同时分析了板件宽厚比超限对Q420高强度等边角钢轴压柱失稳破坏形态和稳定承载力的影响。结果表明：该类构件以弯扭失稳为主,根据试验实测得到的稳定系数明显高于现行钢结构设计规范所规定的等边角钢所在的b类截面柱曲线,甚至高于a类截面柱曲线。研究为后续的有限元计算和数值参数分析提供了重要的基础数据,为设计方法提供了参考建议。图11表4参17     

钢结构压弯构件整体稳定问题的教学探讨

从失稳现象、力学模型、失稳准则、公式构建几个方面,对比压弯钢构件整体失稳两种形式的解决方法,引导学生理解和掌握压弯构件整体稳定的概念和问题的求解途径,并从稳定计算公式的演绎过程中,深刻体会力学理论在钢构件设计中应用的重要性,掌握应用力学知识分析结构工程问题的思维方法。     

脚手架立杆套管接长下轴压稳定性研究

为研究脚手架立杆套管接长下轴压稳定性能,对30根套管接长立杆进行了轴压试验,并对影响其稳定承载力的5个影响因素进行了有限元分析.研究结果表明:增加套管长度可以提高套管接长立杆承载力;当立杆长细比较大时,套管接长后具有较大初始缺陷,为此,建议长细比不宜大于135;脚手架立杆套管接长后受力性能与不接长立杆存在较大差异,其初...     

箍筋约束ECC轴心受压性能试验研究

为研究箍筋约束工程纤维增强水泥基复合材料(ECC)的受压性能,对12组共36个箍筋约束的配筋ECC圆形截面短柱进行了轴心受压试验,分析了箍筋屈服强度和间距、ECC强度与PVA纤维体积掺量对约束ECC应力-应变曲线的影响。结果表明：试件的破坏形态均为纵筋压屈、核心ECC压碎,由于PVA纤维的桥接作用,提高了柱的整体性,保护层ECC外鼓但并未剥落;提高箍筋屈服强度、减小约束箍筋间距、采用低强度ECC及增加PVA纤维体积掺量,约束ECC应力-应变曲线的下降段较为平缓,短柱的延性得到改善,相对于较强的箍筋约束作用,PVA纤维对约束ECC变形的影响则较小。基于试验结果的分析,提出了考虑有效约束指标与PVA纤维体积掺量的箍筋约束ECC峰值应力及其对应应变计算式,建立了约束ECC应力-应变全曲线方程,计算曲线与实测曲线吻合较好。     

基于局部稳定规定的箱形截面柱的最优设计

箱形截面柱是高层钢结构建筑中的主要竖向构件,对柱截面的选择直接影响整个结构的用钢量。为了有效地降低用钢量,提高柱子的承载力和稳定性,阐述了合理、方便地确定箱形截面尺寸的方法。     

Experimental study on dynamic response of box concrete-encased CFST columns under lateral impact

为研究箱形钢管混凝土叠合柱抗冲击性能,利用自主研发的落锤式试验机进行了箱形叠合柱冲击试验,研究了边界条件、冲击高度和轴压比对冲击力时程、跨中位移、应变时程以及破坏形态的影响。试验结果表明：箱形叠合柱在冲击荷载作用下发生弹塑性破坏;随冲击高度的增加,冲击力时程曲线由两段式发展为三段式,柱破坏形态表现为外层混凝土开裂且剥落明显,但内部钢管混凝土跨中冲击部位钢管无局部屈曲;两端固定时的抗冲击性能较两端简支时增强;而轴力对其动力响应影响不显著。     

木节对轴心受压胶合木柱稳定承载力的影响

采用压杆挠曲线法分析了木节对轴心受压胶合木柱稳定承载力的影响,分析时考虑了初弯曲、初偏心以及木节和木材本构的弹塑性等因素的影响。在考虑木节的影响时,模型中将截面分为木节区、木节影响区和无影响区,3个区域分别采用不同的本构模型,木节区的位置由自编程序随机产生,以模拟实际工程中木节在构件中的随机分布。分别计算了木节率为2%、6%和9%时的稳定系数φ。计算结果表明,木节会在一定程度上降低轴心受压胶合木柱的稳定承载力。数值计算结果和试验数据的对比表明,数值计算结果与试验结果吻合较好。