裸置海底管道侧向往复运动土抗力试验研究

在高温高压作用下,侧向屈曲是铺设在海床上的海底管道结构失效的主要形式之一,管道在侧向屈曲过程中受到的侧向土抗力是控制管道侧向屈曲幅值的关键因素。针对管道在侧向屈曲过程中受到的侧向土抗力,实施了一系列管道在大位移往复运动过程中的管道土壤相互作用模型试验,研究了不同管道直径和不同初始沉陷深度对侧向土抗力的影响。试验结果表明,侧向土抗力与管道直径、初始沉陷深度有关;侧向土抗力随土壤隆起高度增加呈几何增长;管道在往复运动位移幅值处的侧向土抗力显著增强。     

屈曲约束支撑设计的刚度与强度准则

目的 为了达到屈曲约束支撑设计时的安全性和经济性,屈曲约束单元需要同时满足刚度和强度条件.方法 采用弹性稳定理论,对带有侧向约束的理想轴心压杆和带有初始变形的屈曲约束支撑进行了分析.结果 有侧向约束的理想轴心压杆的弹性屈曲荷载由轴心压杆与侧向约束单元屈曲荷载的和叠加而成.给出了在不同初始变形下进行屈曲约束支撑设计时,屈曲约束单元应该同时满足的刚度条件和强度条件.结论 给出的屈曲约束支撑设计的强度和刚度条件的表达式可用以校核屈曲约束支撑设计的合理性.     

轴压杆偏心支撑的有效性及Hartford体育馆网架破坏原因分析

本文研究跨中截面有侧向偏心支撑的双轴对称截面压杆的屈曲问题,重点讨论了支撑偏心大小变化对压杆承载力的影响。研究发现,如压杆侧向无支撑时发生弯曲屈曲,那么为提高压杆承载力而设置带有偏心的侧向支撑是不利的;反之,如压杆无侧向支撑时发生扭转屈曲,那么,偏心支撑比中心支撑能更有效地提高压杆的屈曲荷载。基于上述结论,本文对Hartford体育馆网架倒塌事故进行了分析,并指出了事故的两个主要原因。     

轴向拉力对薄壁梁的侧向屈曲临界载荷值的影响

分析了几种特殊约束下，薄壁梁出现侧向屈曲的临界载荷受轴向拉力的影响，推导出含有轴向拉力的变系数线性齐次微分方程，采用了逐次逼近法解出狭长矩形截面梁的侧向工临界 载荷值，并与弹性稳定理论中的同类问题作了比较得出了轴向拉力的答独梁的侧向屈曲临界载荷值有罗明显提高的结论。     

锥壳的线性侧压屈曲

应用Ｋｏｉｔｅｒ初始后屈曲理论推导出一组全新的锥壳屈曲分支方程，构造了铰支锥壳承受线性分布侧向外压时的屈曲模式，运用Ｇａｌｅｒｋｉｎ变分法求得了全锥度分支点屈曲临界荷载，绘出了临界特征值随壳体参数变化的曲线。     

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.     

相互支撑的平行梁系的屈曲

本文研究了跨中出次梁相互连接的平行主梁体系的屈曲问题,以次梁对主梁提供侧向和扭转约束。得到了问题的解析解,给出了使主梁计算长度减半的次梁临界刚度,对刚度小于临界值的情况亦给出了屈曲弯矩和次梁约束刚度间的关系。     

双套管防屈曲支撑的抗震性能的实验研究

双套管防屈曲支撑是由内核与套筒组合而成的结构体系,其中内核承受轴向压力,套筒只提供内核侧向支撑并约束内核的屈曲变形.主要对其3个主要设计参数约束比、间隙和内核突出段长度进行了探讨性的实验研究,得出该三种不同参数的变化对防屈曲支撑的抗震性能的影响程度.     

用能量法求梁的侧向屈曲临界载荷

本文用能量法並借助卡氏定理,建立梁侧屈时的能量方程,直接求得梁的侧向屈曲载荷。     

畸变缺陷对冷弯薄壁型钢柱力学性能的影响

为研究畸变缺陷对腹板V形加劲冷弯薄壁卷边槽钢柱力学性能的影响,测量了20个试件的畸变初始缺陷.介绍了缺陷的测量装置及方法,绘制了畸变缺陷沿试件纵向分布图,给出了所测构件畸变缺陷最大值和平均值.用有限元方法分析畸变缺陷对畸变屈曲承载力和畸变屈曲侧向变形的影响,结果表明,输入的初始缺陷值越大,对应的试件极限承载力越小,畸变屈曲侧向变形越大.数值模拟时分别考虑畸变缺陷最大值以及平均值,与试验结果对比发现,输入试件纵向畸变缺陷平均值所得的承载力以及变形值与试验数据吻合较好.给出了数值计算时畸变缺陷的建议取值方法.     

对组合梁的剪应力分析

本文在组合梁正应力分析的基础上,通过两种方法(平衡法、变换截面法)对两种以上材料梁中存在的剪应力进行了推导、分析,得出了横力弯曲下的多种材料梁内的剪应力公式。     

油管在高次屈曲状态下的最大弯矩和允许座封力

油管在自重和座封力作用下以及井壁约束条件下通常处于高次屈曲状态,根据此特征本文求得了油管可能发生的最大弯矩。其结果是根据螺旋屈曲模式求得的最大弯矩的两倍,由此结果导出了计算允许座封力的公式,为油管座封力设计提供了理论的依据和简单可靠的方法。     

Analysis of lateral stability of I-section aluminum beams

This paper focuses on the lateral buckling of laterally-unrestrained aluminum beams subjected to a concentrated, uniformly loading and pure-bending action. The design methods of lateral stability of aluminum beams in the current codes are discussed. The influence of material property on the lateral buckling of aluminum beams is investigated with finite element analysis (FEA) methods. Some numerical examples are given, and the results from current codes are compared with the FEA solutions. The design method on lateral stability of steel beams specified in the Chinese standard GB 50017-2003 is modified to calibrate the stability factors of aluminum beams according to the European code, British code, and American code, and the modified method is verified by FEA results. Through comparison with the available test results, the modified design method for overall stability of aluminum bending members is proposed in this paper and proved applicable in the design of lateral stability of aluminum beams.     

自重作用下长管柱稳定性分析

详细分析和研究了自重作用下竖直长管柱的屈曲问题,首次用无穷级数法求解了其临界屈曲时的挠曲线微分议程,并同时用能量法给出了其临界屈曲载荷计算公式,认为能量法求解这种情况下的屈曲载荷比较困难和复杂,这主要是由于管柱长度的影响,使得其屈曲形态相当复杂,不容易找到相近的挠曲线函数,如果用含多个待定系数的近似函数去逼近,其计算变得相当繁锁,给出的级数解和能量法如果同时证明了现有文献中所发表的结果偏高。     

考虑翼缘约束的工字形截面腹板的弹性屈曲

利用有限元方法（FEM）分析了非均匀受压的单块矩形板的弹性屈曲,总结了非均匀受压简支矩形板屈曲系数的各国规范计算公式;在此基础上,改变有限元模型的边界条件,提出了非均匀受压的非加载边固支矩形板的屈曲系数公式.对考虑翼缘嵌固约束作用的工字形截面腹板,指出了翼缘嵌固作用与传统转动弹簧约束的不同,引入翼缘自由扭转刚度和腹板抗弯刚度比值作为无量纲参数,得到了精度良好的考虑翼缘约束作用的非均匀受压腹板的屈曲系数计算公式.验证了传统的弯曲和剪切应力作用下弹性屈曲的相关公式在翼缘弹性嵌固条件下的腹板屈曲问题中的适用性.     

Buckling of stepped beams with elastic supports

The tangent stiffness matrix of Timoshenko beam element is applied in the buckling of multi-step beams under several concentrated axial forces with elastic supports. From the governing differential equation of lateral deflection including second-order effects,the relationship of force versus displacement is established. In the formulation of finite element method (FEM),the stiffness matrix developed has the same accuracy with the solution of exact differential equations. The proposed tangent stiffness matrix will degenerate into the Bernoulli-Euler beam without the effects of shear deformation. The critical buckling force can be determined from the determinant element assemblage by FEM. The equivalent stiffness matrix constructed by the topmost deflection and slope is established by static condensation method,and then a recurrence formula is proposed. The validity and efficiency of the proposed method are shown by solving various numerical examples found in the literature.     

风吸力作用下仅考虑扭转约束的Z形和C形檩条弹性弯扭屈曲

采用开口薄壁构件理论,在忽略屋面板对檩条侧向约束的条件下,根据上翼缘受扭转约束简支檩条的线性总势能方程,应用变分法推导无支撑Z形和C形檩条在风吸力作用下的扭转角及位移表达式.考虑屈曲前应力在檩条弯扭屈曲变形过程中产生的非线性应变能,根据其弯扭总势能方程,采用势能驻值原理推导无支撑Z形和C形檩条的临界弯矩表达式.扭转角、位移和临界弯矩表达式与采用ANSYS板壳单元建模的计算结果对比,吻合较好,表明理论公式精度较高,可用于工程设计.     

空腹箱形梁的整体稳定性分析

本文采用等效厚度的方法将加缀板的空腹箱形梁转换为闭口薄壁截面梁.按照乌曼斯基的理论,建立了闭口薄壁梁的侧扭屈曲总势能方程;从总势能驻值原理出发,导出了一个适用于各种荷载与各种支承条件的薄壁截面梁的临界弯矩表达式。     

一端固定另一端简支钢梁在均布荷载作用下整体稳定承载力的研究

目的研究一端固定另一端简支钢梁,在均布荷载作用下弹性阶段失稳的整体稳定承载力的计算方法.方法应用附加约束条件下变分法的瑞利-里兹法,推导了弹性屈曲临界荷载的计算式并利用该方法进行了验证.结果编制了两种方法所得计算式的计算机程序,对196根不同截面和跨度的钢梁计算了临界荷载,计算结果符合规律.对计算结果的比较表明,两种方法所得计算式的计算结果相当吻合.结论研究表明,利用所编制的计算机程序便于计算所研究梁弹性阶段失稳的整体稳定承载力.与用于验证的计算式相比,笔者提出的计算式便于进一步研究简支端约束条件的改变对梁整体稳定性的影响.     

节点板在支撑轴压力作用下的稳定分析

为研究支撑框架结构中与梁柱连接的支撑节点板受压稳定性和影响因素,并给出节点板稳定验算的合理方法,对不同规格的节点板进行特征值分析和全过程双重非线性分析.通过按特征值分析得到的节点板弹性稳定承载力,反推出节点板板柱模型的计算长度系数,得到关键参数对板柱计算长度系数的影响规律,给出简单实用的计算长度系数双线性表达式.通过支撑板式连接节点的非线性分析,得到不同参数下节点板稳定承载力的精确值,在分析其变化规律的同时,验证了按所提计算长度系数表达式确定节点板稳定承载力的合理性.