竹皮轴压箱形构件整体稳定性能试验研究

基于114个竹皮箱形截面柱进行了轴心受压试验,研究了0.35 mm与0.5 mm两种厚度规格竹皮制作的等边箱形截面柱在不同宽厚比下的整体稳定性能。基于试验结果,分析了竹皮箱形截面柱的失稳破坏形态和整体稳定系数。试验结果表明,箱形截面构件在受荷时同时存在局部失稳与整体弯曲失稳,其中,长细比小于临界长细比的构件在受压时以局部失稳为主,长细比大于临界长细比的构件以整体失稳为主。通过对试验数据分析拟合,计算了两种规格竹皮各3种宽厚比箱形截面构件的临界长细比值,提出了竹皮轴压箱形构件柱子曲线与承载力设计方法,为学生在结构设计竞赛中进行构件截面设计提供科学的理论依据和计算公式。     

7A04高强铝合金L形截面柱轴压整体稳定性能试验研究

为研究高强铝合金轴心受压构件整体稳定性能,对42根7A04高强铝合金L形截面柱进行轴压整体稳定性能试验,其中包含2种截面和7种长细比。对L形截面柱的破坏形态、稳定承载力和荷载-位移曲线进行研究,并将试验结果与GB50429—2007《铝合金结构设计规范》计算结果进行对比。试验中,长细比为80~100的L形截面柱发生弯曲失稳破坏,长细比为30~60的L形截面柱发生弯扭失稳破坏,长细比在30以下的L形截面柱发生局部失稳破坏。研究结果表明:对于宽厚比较大的长柱,GB 50429—2007中过多地考虑了局部稳定的影响,进而低估其承载能力。     

高强钢薄壁箱形截面轴压构件整体稳定承载能力研究

为研究18Mn2Cr Mo BA高强钢材轴心受压构件的整体稳定承载能力,对8个高强钢板冷弯成槽形并对焊成形的薄壁箱形截面构件进行轴心受压试验研究。通过建立有限元模型分析高强钢薄壁箱形截面压杆稳定承载力,分析对比发现计算结果与试验结果吻合良好。利用有限元软件分析了48个不同截面、不同长细比的构件,将试验结果、有限元分析结果与GB 50017—2003《钢结构设计规范》进行对比,发现其比b类曲线高、比a类曲线略低。建议该类杆件的设计采用GB 50017—2003的b类曲线。     

大学生结构设计竞赛受压空心杆力学性能试验研究

为探讨大学生结构设计竞赛常用竹条或竹皮制作的不同类型空心杆的基本力学性能,为参赛者模型制作选择合适的截面尺寸,用0.2 mm、0.35 mm、0.5 mm竹皮和2 mm×2 mm和3 mm×3 mm竹条制作了123个长度为100 mm的不同边长的正方形空心杆试件,应用电子压力试验机测试了其极限承载力,并分析了其破坏形式、荷质比及试验与理论计算值的对比情况。试验结果表明:单层竹皮构件以棱角开裂为主,双层竹皮构件以受弯破坏为主,竹皮+竹条组合构件可避免上述两种破坏形式;单层竹皮构件以0.5 mm,边长为10 mm的构件具有较高极限承载力,因手工制作原因导致极限承载力降低可达50%; 0.5 mm双层竹皮构件的荷质比较大,可达400 N/g;单层竹皮+竹条组合构件的极限承载力在1000N左右,荷质比在300～450 N/g之间,与双层竹皮相差不大,因手工制作导致的承载力降低较小,适合受力较大的杆件。     

单面螺栓连接单角钢压杆的承载力试验

根据70根角钢压杆构件的试验结果,并结合有限元分析模型考察了单面螺栓连接跨中有支撑的单角钢的极限承载力和不同长细比下的破坏模态,提出了提高该类构件承载力的构造措施,同时在查阅和比较各国多个相关规范和文献的基础上,对《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL/T 5154—2002）的压杆稳定计算公式提出了修改建议。分析结果表明：小长细比构件易发生连接肢的端部局部失稳,大长细比构件则易发生弯曲整体失稳,构件沿最小轴和平行轴失稳宜采用不同的换算长细比公式;所得结果为今后的铁塔设计工作提供了理论依据。     

冷弯箱形组合截面长细比的计算

根据AISIS100-2007规范D1.2对由2种截面组成的受压构件(其屈曲模式与连接处剪力大小有关)的有关规定,其抗压承载力必然降低,应用修正长细比(KL/r)m替代原长细比KL/r。修正长细比考虑了连接焊缝间距及组件最小回转半径的影响。基于D1.2截面规定,必须确定焊接箱形组合构件承载力的降低程度。进行了48组试验,研究不同焊缝间距下(100～900mm),刚性及柔性端约束时,由2个C形截面组成的箱形截面受压构件的性能。试件长度为900mm,截面尺寸为100mm×100mm。其中24个试件厚度为1.5mm,其余试件厚度均为2.0mm。试验表明:除焊缝间距为900mm及柔性端约束条件下,极限抗压承载力总体上都没有降低,AISIS100-2007中考虑的极限承载力降低不适用于这些杆件。     

大截面铝合金轴压构件整体稳定试验研究

随着大跨度铝合金结构的兴起,大截面铝合金构件的应用越来越广泛。为研究大截面铝合金轴心受压构件整体稳定性能,针对4个工字形6061-T6铝合金轴心受压构件和3个箱形6061-T6铝合金轴心受压构件进行了试验研究。试验中,以长细比为变量研究了构件的稳定承载力、破坏形态和荷载-位移曲线。并将试验结果与中国规范、欧洲规范和美国规范进行了对比。所有构件均发生典型的整体失稳破坏形态,中国规范与欧洲规范均对构件的承载力有明显低估,而美国规范较为准确地预测了试验结果。试验结果可为GB 50429—2007《铝合金结构设计规范》的修订提供建议。     

考虑支座约束影响的大角钢轴压杆失稳形态研究

针对大角钢轴压杆失稳形态这一问题,对90根大角钢构件进行轴压试验,并考虑试验中支座的弯曲转动刚度和扭转转动刚度的影响,对大角钢构件绕非对称轴的弯曲长细比和绕对称轴的扭转长细比进行了修正.研究结果表明:大角钢轴压杆的失稳形态以弯曲失稳为主,对于长细比小于40的大角钢轴压杆可不用验算其弯扭屈曲承载力,仅按弱轴弯曲屈曲计算其...     

Q460高强钢焊接箱形压弯构件极限承载力试验研究

为研究Q460高强钢中厚板焊接箱形压弯构件的整体失稳极限承载力,采用11mm厚国产Q460高强钢中厚板制作7个焊接箱形压弯试件,试件截面宽厚比分别为18、12、8,长细比分别为35、55、80。试验内容包括:Q460低合金高强钢的材性试验,三种焊接截面残余应力测试,各试件初始几何缺陷测量及极限承载力试验,从而进行了面内整体失稳压弯构件的极限承载力试验研究;并且把试验结果与我国现行钢结构设计规范计算值相比较。试验研究结果表明:Q460低合金高强钢材性具有高强度,塑性性能良好等特点;Q460高强钢焊接箱形截面残余应力分布形式与普通钢材箱形焊接截面分布基本相同,但是残余应力比降低;压弯构件极限承载力试验结果明显高于现行钢结构规范设计公式计算值,所以应对Q460高强钢焊接箱形压弯构件进行近一步参数分析研究,并得出其实用设计方法。     

CFRP约束竹条-薄壁圆钢管组合柱轴压性能研究

为延缓胶黏剂的失效,防止薄壁钢管过早发生屈曲,同时应对竹材防火、防虫、防腐性能差的缺点,提出一种CFRP约束竹条-薄壁圆钢管组合柱。制作9个短柱和4个长柱并对其进行轴心受压试验,继而基于验证后的有限元模型,分析竹条厚度、CFRP层数、钢管截面以及长细比对轴压性能的影响规律,在此基础上提出组合柱轴压承载力理论计算公式。研究结果表明：组合柱的破坏模式为柱中材料破坏、端部压溃破坏及整体失稳;组合柱的承载力随着竹条厚度和钢管直径的增加而增大,随着长细比的增大而减小;CFRP在中小长细比(λ_c≤50)组合柱中的环箍作用显著,但在大长细比(λ_c>50)组合柱中作用有限;组合柱发生整体失稳破坏的长细比界限值为19;各参数对组合柱承载力提升效率的影响不同。试验、有限元模拟及理论分析的结果吻合较好,承载力公式的计算结果与试验或有限元分析结果的平均误差均低于5.0%,最大误差均低于10%,说明轴心受压承载力计算公式具有较高的精度,适用于预测CFRP约束竹条-薄壁圆钢管组合柱的承载力。