荷载比对钢梁高温性能的影响

以两端约束的钢梁为例,在梁上施加均布荷载,确定了钢梁在常温下的承载能力,随后重新建立模型,按常温承载力的不同比例分别施加荷载,同时升高钢梁的温度,考察不同荷载比下,在正常使用范围内钢梁所能承受的极限温度。得出:荷载比对钢梁的正常使用极限温度有很大影响,随荷载比的增大,钢梁的挠度变化逐渐加快,最终承担的极限温度也降低。     

复合荷载作用下钢梁弯扭屈曲临界弯矩研究

基于由完备的复合荷载作用下钢梁弯扭屈曲总势能方程推导的平衡微分方程,采用Galerkin法推导了考虑横向荷载作用点高度和横截面不对称参数的复合荷载作用下钢梁弯扭屈曲临界弯矩的计算式,建立了等效弯矩系数的计算理论。依据等效弯矩系数的计算理论确定了7种常见工况的等效弯矩系数理论计算式并给出了6种特殊工况的Cb实用计算式,从Cb计算式的计算精度、适用范围和形式三个方面对国内外文献的Cb计算式进行对比,验证了等效弯矩系数理论的正确性并提出了Cb计算式的选用准则,最后通过2个数值算例验证了复合荷载作用下钢梁临界弯矩Mcr计算式的正确性和Cb计算式选用准则的合理性。结果表明：考虑了横向荷载作用点高度和横截面不对称参数的复合荷载作用下钢梁弯扭屈曲临界弯矩的计算式形式简单、物理意义明确且便于计算;Cb实用计算式的适用范围广且精度高;等效弯矩系数的选用准则合理、有效。     

考虑悬链线效应的约束钢梁在分布荷载作用下的性能(Ⅰ)——理论模型

约束钢梁在分布荷载作用下的变形和耗能是构件抗爆以及结构抵抗连续性倒塌研究的基础。本文提出了同时承受轴向弹簧和转动弹簧约束的钢梁在分布荷载作用下的计算模型,根据约束钢梁内力将钢梁反应分为5个阶段,采用约束系数方法和刚塑性铰模型详细推导了约束钢梁不同阶段的荷载-跨中挠度曲线计算公式。重点研究了约束钢梁由抗弯向拉弯转化并最终主要依靠拉力抵抗外荷载的过程,即钢梁在分布荷载作用下的悬链线效应问题。另一篇系列文章将通过数值算例验证本文公式的准确性。     

钢—混凝土组合梁的等效截面

基于材料的弹塑性本构关系,提出了以保证截面抗弯刚度相等为原则的截面换算方法,将钢—混凝土组合梁等效成工字型钢梁。采用结构计算软件ETABS研究等效后钢梁的静力特性,并与GB 50017-2003《钢结构设计规范》给出的将截面上翼缘宽度按照材料模量比等效的截面换算方法进行了比较,发现在均布荷载和集中荷载作用下,用本文提供的换算方法等效出的钢梁截面,较之钢结构规范,能够更为精确地模拟组合梁的真实静力特性。因此,用这种方法等效后的组合梁截面,能够更为有效地用于组合框架和新型结构体系的研究分析。     

门式刚架钢结构厂房新型加固技术的应用

由于屋面荷载增大,造成钢梁承载力不足,需要对钢梁进行加固。通过改变钢梁的结构形式,使其变成张弦梁的新型加固技术,同时结合支撑法对钢梁进行加固。该加固方法均采用机械连接,可在结构负荷状态下施工,增大了施工的方便性。结合某工程实例,介绍该加固技术,通过计算分析其加固效果,并在实际工程中得到了良好验证。     

预应力CFRP布加固腐蚀钢梁试验研究

通过切除钢梁下翼缘部分面积来模拟钢梁的局部腐蚀损伤,再粘贴碳纤维（CFRP）布于钢梁受拉翼缘进行加固修复,以此开展CFRP布加固腐蚀钢梁受弯性能的研究。共进行了6根CFRP布加固腐蚀钢梁试件的静载试验,根据钢梁受腐程度取翼缘宽度切除的比例分别为0%,50%和100%,切口宽度3mm,然后在钢梁下翼缘粘贴CFRP布或预应力CFRP布。试验结果表明,在加固钢梁的受拉翼缘屈服后,粘贴CFRP布能有效提高构件的承载力,预应力CFRP布加固能有效提高钢梁的屈服荷载和极限荷载。粘贴CFRP布、预应力CFRP布加固未腐蚀钢梁的极限荷载比原钢梁极限荷载分别提高12.9%、16.1%;CFRP布、预应力CFRP布加固腐蚀钢梁比原钢梁极限荷载分别提高6.5%、16.1%。在试验基础上,建立了预应力CFRP布加固腐蚀钢梁的承载力计算式,理论计算结果与试验结果吻合良好。     

体外预应力加固配筋混凝土梁的变形控制

采用等效荷载模拟对体外预应力加固配筋混凝土梁进行使用性能分析,随荷载的增加,体外预应力的等效荷载也相应增大。根据受弯构件极限荷载下体外预应力增量,建议使用荷载下相应的预应力增量,在此基础上即可按既有的变形计算方法分析加固构件的变形。     

均布荷载下简支波浪腹板H形截面钢梁弹性整体稳定性研究

采用能量法研究简支波浪腹板H形截面钢梁的弹性整体稳定性,推导了满跨均布荷载作用下简支波浪腹板H形截面钢梁的弹性临界弯矩公式,通过引入波浪腹板H形截面钢梁的等效翘曲惯性矩和绕虚轴等效惯性矩,得到均布荷载作用下简支波浪腹板H形截面钢梁的弹性临界弯矩表达式与普通H形截面简支钢梁形式相同。采用有限元方法对均布荷载作用下简支波浪腹板H形钢梁进行模拟分析,与本文公式计算结果对比验证了所提公式准确有效。均布荷载作用下不同参数简支波浪腹板H形截面钢梁的有限元分析表明,简支波浪腹板H形截面钢梁的弹性临界弯矩大于平腹板H形截面钢梁;随着波浪腹板波幅的增大、翼缘宽度和翼缘厚度的增大,简支波浪腹板H形截面钢梁的整体稳定临界弯矩增大。     

工程施工过程中屋面行车引起的结构加固问题研究

以某实际工程项目为例,分析了屋面行车过程中,汽车吊自重的荷载分布情况。通过盈建科软件计算车辆自重下结构的内力分布,通过对构件进行承载力校核验算,找出承载力不足的钢梁构件。依据内力结果进行相应的结构加固研究。     

复合荷载作用钢梁弯扭屈曲的等效弯矩系数

为提高等效弯矩系数实用算式的计算精度和拓展等效弯矩系数实用算式的应用范围,总结了复合荷载作用下钢梁弯扭屈曲临界弯矩研究现状和特点,在临界弯矩理论背景下,等效弯矩系数取值是影响临界弯矩计算精度的主要因素。基于钢梁弯扭屈曲等效弯矩系数的计算理论,通过选取合理的单一荷载作用下临界弯矩中系数C1的数值或表达式,提出了4种常见工况的等效弯矩系数C_b的实用算式及其使用范围。在端弯矩比例为-1≤ψ≤1的范围内,对比了文中C_b实用算式与现有文献中的"4M"C_b算式,验证了文中C_b实用算式的正确性并提出了C_b算式的选用准则。通过数值算例验证了C_b算式选用准则的正确性。研究表明,当-1≤ψ≤1时C_b算式在其适用范围内都具有较高的精度,基于C_b算式及其选用准则可得到精确的临界弯矩。     

“上”形截面钢梁弯扭联合作用下整体稳定性分析

为对“上”形截面钢梁弯扭联合作用下的整体稳定性进行分析,采用有限元数值计算方法,通过失稳模态考虑构件L/1 000（L为跨径）的几何初始缺陷,对比已有文献试验结果,验证了模拟方法的正确性,在此基础上,对跨中集中荷载和满跨均布荷载作用下的简支“上”形截面钢梁整体稳定性进行分析,通过曲线拟合给出了“上”形截面钢梁整体稳定系数计算公式,分析了荷载偏心距和跨径对稳定承载力及弯扭效应分配的影响。研究结果表明:通过失稳模态考虑构件L/1 000几何缺陷可以准确地计算稳定承载力;“上”形截面钢梁整体稳定系数的取值较国标规范工字梁小,且均布荷载较集中荷载小;“上”形截面钢梁的稳定承载力随着偏心距和跨径的增加逐渐降低,且影响程度也逐渐变小;偏跨比较大时,失稳破坏主要由扭转效应引起,偏跨比较小时,则主要由弯曲效应引起;集中荷载较均布荷载更容易使“上”形截面钢梁失稳;使用《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB 50018—2002）进行“上”形截面钢梁的整体稳定性验算会偏于不安全。     

基于ANSYS研究综合效应对折线形钢梁跨中弯矩的影响

采用ANSYS模拟折线形钢梁的受力,发现折线形钢梁的坡度不同,受力状态也不同。从受力状态来看,折线形钢梁结构体系属于压弯构件范畴;实际计算结果发现,ANSYS计算跨中截面的应力与按压弯构件计算的应力值相差较远。通过对荷载-位移曲线、屈服承载力、跨中截面应力的分析,研究综合效应对折线形钢梁跨中弯矩的影响,得出屈服承载力和跨中弯矩等随着坡度的变化规律。     

改造工程塔式起重机基础转换架施工技术

为了减小塔式起重机设立对建筑的影响，研发了一种立于既有结构柱的塔式起重机基础转换钢梁的施工方法，发明了一种抱箍结构将预制钢梁一端与原结构柱连接，钢梁另一端利用新增短柱连接于地下结构柱上，改变传力途径，将塔式起重机荷载有效地传力给既有结构柱，解决了在改建、扩建的建筑工程中大型塔式起重机难以立于地下室顶板的难题。最大限度地利用了现有结构条件，实现在顶板承载力不足且无法设置加固措施的情况下，在车库顶板设立塔式起重机基础，既满足塔式起重机基础的承载力，又保证工程的施工进度。现场施工工序简单，对今后各类改造工程具有推广应用价值。     

波纹腹板钢梁承载力影响因素研究综述

国内外学者从波纹腹板钢梁的受力机理出发,用有限元软件分析波纹腹板钢梁计算模型在各种影响因素作用下的极限承载力,总结出各种因素对其极限承载力的影响。在总结前人对此类构件研究的基础上,重点介绍了腹板波纹几何参数等因素对梁屈曲承载力的影响,综合考虑各种影响因素,通过模拟计算得到了屈曲荷载较高的波纹腹板钢梁模型。     

爆炸荷载作用下钢梁动力响应的相似分析方法

在通过化学爆炸模拟核爆炸加载的缩尺结构抗爆试验中，为使结构变形满足几何相似，需设计约束和封闭等特殊方案来提高化学爆炸荷载作用时间，显著增加了缩尺结构试验的成本和难度，且缩尺比例越小，误差越大。为解决该问题，提出一种爆炸荷载作用下钢梁动力响应的相似分析方法，并通过数值计算验证了该方法的准确性。结果表明：在弹性响应阶段，若要使钢梁跨中最大变形满足几何相似，则需要模型与原型材料相同且几何形状相似，化学爆炸加载模型与核爆炸加载原型结构的等效静载相同；在塑性响应阶段，钢梁跨中最大变形无法满足几何相似，仅在缩尺模型化学爆炸荷载持时长于一最小作用时间的情况下，可通过几何相似系数与延性比系数的乘积来表示模型和原型的变形相似关系，并给出了延性比系数的解析表达式。     

剪力对钢梁火灾响应的影响

在不考虑剪切失效的情况下,根据弯曲极限标准推导受弯构件的耐火性能。然而,在某种情况下,火灾作用下钢梁的抗剪承载力比弯矩承载力降低得更快,从而导致钢梁发生早期失效。介绍剪力对钢梁耐火性能的影响。为了研究这种现象,使用有限元软件ANSYS建立一个可以预测钢梁火灾响应的非线性有限元模型。该模型可以预测在荷载模式、腹板长细比和耐火隔热性等不同条件下钢梁的火灾响应。使用该有限元模型评估不同几何构型钢梁的火灾响应。结果显示,在某些情况下,抗剪承载力比受弯承载力降低得更快,因此,剪切失效是这种受弯构件的主要失效模式。     

往复荷载作用下钢管混凝土叠合柱-钢梁连接节点力学性能研究

建立了钢管混凝土叠合柱-钢梁连接节点在往复荷载作用下力学性能分析的有限元计算模型。利用平面与空间连接节点试验结果,对建立的数值模型进行验证。采用有限元模型分析不同空间双向加载方式对钢管混凝土叠合柱-钢梁空间连接节点力学性能的影响规律,研究该类组合节点在往复荷载作用下荷载(P)-位移(Δ)关系全过程受力机理与核心区剪力分配机制,并从承载力及刚度等方面对比平面与空间连接节点的性能。研究结果表明,不同加载方式对节点的承载力有明显影响。相比平面节点,钢管混凝土叠合柱-钢梁空间连接节点在双向往复荷载作用下正、负向承载力分别降低约14%和18%。     

济南省会文化艺术中心音乐厅钢骨混凝土梁结构设计

本工程音乐厅钢骨混凝土梁由于在施工阶段只能采用高空吊模施工,其受力分为两个阶段,施工阶段采用钢梁承受楼板、混凝土梁及所有施工荷载,实际使用阶段采用钢骨混凝土梁承受所有使用荷载。由于在施工阶段结束时,钢梁已存在较大应力,为保险起见,实际使用阶段相对施工阶段增加的荷载由普通混凝土梁配筋承担。根据设备穿梁洞口要求和钢结构吊挂预留条件进行了节点设计,针对关键部位进行了有限元分析和结构健康监测,保证了结构安全。     

基于等效拉杆模型的薄钢板剪力墙结构滞回性能分析

为了系统研究多层薄钢板剪力墙(SPSW)结构的抗震性能,利用经试验验证的双向等效拉杆模型分析了在低周往复荷载作用下内填钢板高厚比、内填钢板强度、钢梁刚度、钢柱刚度、柱中轴力等参数对SPSW结构滞回性能、水平承载力、抗侧刚度、耗能能力的影响.结果表明:等效拉杆模型可以较好地模拟薄钢板剪力墙结构的滞回性能,内填钢板高厚比、内填钢板强度、钢柱刚度对SPSW结构的抗震性能影响较大,钢梁刚度及柱中轴力对SPSW结构的抗震性能影响较小,但柱中轴力较大时,会导致结构过早失效.     

预应力CFRP布加固腐蚀钢梁的变形计算方法

通过切除钢梁下翼缘部分面积来模拟钢梁的损伤,再利用CFRP布粘贴钢梁受拉翼缘进行加固修复的研究。共进行了6根CFRP布加固腐蚀钢梁的试验,利用在钢梁下翼缘粘贴CFRP布或预应力CFRP布等来加固钢梁,翼缘切除率分别为0%,50%和100%的试件。试验结果表明,荷载-变形曲线具有两直线特征:第1阶段为钢梁下翼缘屈服前,荷载-变形曲线呈线性关系;第2阶段钢梁下翼缘屈服后,荷载-变形曲线出现转折点,斜率下降。在试验基础上,建立了预应力CFRP布加固腐蚀钢梁变形计算公式,理论计算结果与试验结果吻合良好。