翼缘变厚度截面的自由扭转刚度和翘曲刚度

对翼缘变厚度的热轧工字形截面和热轧槽钢截面的翘曲刚度进行推导,得到计算公式,参照型钢表列出计算表格。结果表明,相对于按照等厚度翼缘计算的翘曲惯性矩,考虑变截面影响的翘曲惯性矩有较大幅度下降,其中热轧槽钢的翘曲惯性矩下降13%～18%;热轧工字钢的翘曲惯性矩下降16%～22%。同时列出了所有系列的热轧槽钢和热轧工字钢截面的翘曲惯性矩,也给出考虑翼缘厚度变化的截面的自由扭转常数的计算公式。     

悬臂槽钢在偏心荷载作用下的弯曲与扭转分析

为分析受偏心荷载作用的悬臂槽钢的弯曲和扭转状况,在简要评述了材料力学理论、薄壁杆件理论以及ANSYS有限元分析的基础上并对其分析。通过对三种方法结果的比较,验证3种计算方法的可靠性。     

剪切作用下冷弯槽钢的弹性屈曲

研究与腹板平行的纯剪切荷载作用下包含翼缘和卷边的整个槽钢截面的弹性屈曲,并给出了解决方案。采用样条有限条法(SFSM)对纯剪切作用下的薄壁槽钢进行弹性屈曲分析,以获得截面的弹性屈曲载荷(Vcr)。利用剪切屈曲载荷计算用于截面设计的腹板的剪切屈曲系数(KV)。主要变量为翼缘宽度、构件长度和卷边尺寸。边界条件为两端简支。根据分析结果绘制交互作用曲线,可作为设计指南,使得设计人员不用样条有限条法(SF-SM)软件也能够预测弹性屈曲剪切系数(KV)。给出了不同的翼缘宽度、构件长度和卷边尺寸下构件的典型屈曲模态。包括局部屈曲和翼缘屈曲,畸变屈曲和截面扭曲。     

翼缘纵向变厚度焊接工字形截面钢梁整体稳定性能试验

为研究翼缘纵向变厚度焊接工字形截面钢梁的整体稳定性能,共设计了11个变厚度梁和2个等厚度梁并进行无侧向约束整体稳定试验,包含三点弯和四点弯两种加载方式,0、2、4、6、8mm/m共5种厚度变化率。试验结果表明：钢梁均发生弹塑性弯扭失稳破坏,卸载后仍有明显残余变形;相比四点弯加载,翼缘厚度变化对三点弯加载钢梁承载性能的影响更为明显。对现有等厚度梁的整体稳定设计方法和稳定系数曲线进行总结,结合精细化有限元分析得到,变厚度梁的弹性失稳临界弯矩随着翼缘厚度变化率增大而降低。基于现有等厚度梁规范稳定曲线进行变厚度梁稳定承载力计算时,建议采用有限元分析或者以平均截面尺寸下的等厚度梁近似计算弹性失稳屈曲临界弯矩,由此可得相比按跨中最大截面设计相对安全的稳定承载力。最后将试验结果与规范计算所得稳定承载力对比,结果表明欧洲规范BS EN 1993-1-1最为安全,中国规范GB 50017—2017次之,美国规范ANSI/AISC 360-16最不安全。变厚度梁整体稳定设计方法的提出还需进一步深入研究。     

剪切变形对变截面梁挠度的影响分析

用能量法分析了在不同支座条件和荷载形式下剪切变形对变截面梁挠曲线的影响。分析结果表明,对于截面尺寸较大和计算长度较小的“粗短”变截面梁,尤其当该梁为两端固定且又是宽翼缘H型钢梁时,剪切变形对梁挠度的影响不可忽略不计,否则计算误差过大。梁上作用荷载的形式和大小在计算剪切变形对梁挠度影响的大小方面影响甚微。     

次翘曲对角钢和T形截面剪切中心坐标的影响

对角钢和T形截面,剪切中心在两板件中面交线,主翘曲坐标为0,此时次翘曲就开始显得重要起来.但是次翘曲对于剪切中心的影响却未进行过探讨.本文研究角钢和T形截面的次翘曲对剪切中心位置的影响,得到了精确的剪切中心坐标的计算公式.算例表明,虽然次翘曲对剪切中心的位置有影响,但是剪切中心偏离中面交点这一传统剪切中心的距离很小.对于T形截面,翼缘较窄、腹板较高较厚时,才有可见的影响.按照精确的剪切中心计算翘曲惯性矩,在数学上小于、但是基本等于传统的翘曲惯性矩.     

槽钢在约束扭转下的实验应力分析

研究了薄壁杆件约束扭转下截面的内力及扭角φ的表达式,利用电测法,测出构件截面的应变,利用应力应变间的关系,计算出截面的应力,并将实验值与理论值相比较,检测了理论与实验的相符程度。     

冷弯薄壁卷边槽钢檩条的有效截面分析

在分析比较Eurocode 3(EN 1993-1-3)和GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的基础上,针对冷弯薄壁卷边槽钢檩条的有效截面进行探讨和对比分析。计算结果表明:GB 50018—2002计算有效截面模量相对保守,按Eurocode 3(EN 1993-1-3)计算相对合理。在满应力状况下,对于采用2 mm厚C180—C250规格的冷弯薄壁卷边槽钢檩条,有效截面模量的折减系数分别可取为0.9(Q235钢材)和0.8(Q345钢材)。     

拱型变厚度折板结构的内力分析

本提出一种新的空间结构,即圆拱型变厚度折板结构,并用有限单元板力学法对其进行内力分析。考虑折板的板厚变化,在两对边为弹性支承条件下,推导出板挠度的系列递推公式,从而获得折板间棱边的连接弯矩,进而求出每折板的内力。     

等壁厚楔形管桩沉桩效应数值分析

为探讨等壁厚楔形管桩在静力沉桩过程中的沉桩效应,采用PFC~(2D)软件模拟等壁厚楔形管桩在粘性土中的静压沉桩,并对沉桩现象进行分析。得出以下结论,从横向观察所得,随着等壁厚楔形管桩沉桩深度的增加,桩周土表的径向位移随之增大,从纵向观察随着距土表深度的增加,等壁厚楔形管桩桩周土径向位移先增大后减小,最大径向位移出现的位置随着桩的下沉而逐渐向下移动。等壁厚楔形管桩的楔形侧壁对土体有一个法向作用力,增大了桩土间的相互作用,在沉桩过程中对靠近桩侧的土体具有向下"拖拽"的现象。等壁厚楔形管桩周围土体孔隙率逐渐减小,等壁厚楔形管桩周围土体孔隙率变化的范围逐渐增大。     

关于弯矩系数法设计法兰板厚的分析与研究

法兰连接是钢塔圆管构件之间的一种主要连接方式,其中,法兰板厚的设计是法兰设计的主要部分之一。国内不同规程与标准之间的法兰板最大弯矩系数不同,为设计者带来了疑问和设计困难。本文通过实例分析以及有限元建模论证,对比在不同规程条件下设计法兰板厚的情况,进而针对法兰板厚的设计过程做出了相应结论和建议。     

碳纤维板加固混凝土梁的锚固剪应力参数分析

在CFRP加固混凝土梁的锚固剪应力计算公式基础上,对集中荷载作用下的锚固剪应力进行参数分析,结果表明,锚固剪应力主要和CFRP板的厚度、弹性模量以及黏胶层的厚度与弹性模量有关.计算结果可供桥梁结构的加固设计参考.     

剪切作用下锥形板梁的试验和数值研究

对剪切作用下的锥形钢板梁进行了试验和数值研究。试验包含4个缩尺锥形钢板梁试件,主要研究其临界剪切荷载和极限抗剪强度。此外,研究了锥形板的后屈曲特性。另外,对不同几何形状的锥形板进行了参数研究,以找到最有利的设计方案。分析的参数有:板的高宽比、翼缘的倾斜角、腹板和翼缘的长细比。由于性能的不同,对4种类型的锥形板梁分别进行建模和数值模拟。欧洲规范EN1993-1-5给出的锥形板的简化方法证实,在某些情况下,估计的极限剪切强度偏于不安全,需要进行修改。     

采用楔形构件框架的塑性分析

对一些平面内楔形截面构件进行二阶简单塑性铰法分析,并利用有限元法及重叠原理推导I形钢楔形截面构件的刚度矩阵。为预测构件内部可能形成塑性铰的位置,以一个同时受弯矩及轴力作用的梁柱单元,仿真各种不同边界条件的楔形截面构件。若预测构件内会形成塑性铰的位置则要增设一个节点,将一个构件分割为两个单元,以获得最合理的荷载-挠度曲线。楔形截面构件的刚度矩阵应特别注意方向性的问题。若没有考虑到任一构件中可能形成塑性铰的位置,就不能准确地预测梁柱真实的极限承载能力。若仅用一个单元代表一个楔形截面构件就会高估极限承载能力。该方法可合理地应用于具有楔形截面构件框架的塑性分析。     

端板厚对主次梁连接受力影响的研究

由于端板连接构造复杂,目前还没有一种准确的、被广泛认可的设计方法,文章在参照有关理论的基础上,探索了端板厚度对主次梁连接的影响,为相关设计提供参考。     

厚度有突变的联肢剪力墙的整体稳定

本文以功能概念解算联肢剪力墙濒临整体失稳时的近似临界荷载。为了便于运用、制有计算用表。对于墙厚不变、或有若干次突变的情况，均可应用。墙厚不变时所得到的结果与Ｒｏｓｍａｎ［１］的结果相差无几。文末有算例。     

直线楔形杆件框架稳定性计算

本文导出了工程中常用的几种包括轴向力效应在内的直线楔形杆件单元刚度矩阵,可供分析直线楔形杆件框架弹性稳定问题用。     

高层框筒结构剪力墙抗侧移及最优厚度分析

文章以正交异性板宏单元法理论及其对应Fortran程序为依据,验证Sap2000有限元软件对框筒结构进行受力及侧移分析的有效性。在此基础上对四筒高层建筑结构中不同厚度及不同位置的剪力墙板抗侧移能力进行对比,分析其在满足侧移要求前提下,获得最大经济效益的剪力墙厚度。     

变截面门式刚架结构的有限元分析

论述了变截面梁单元有限元线弹性分析方法,以及不同类型梁单元（等截面梁单元、普通位移模式变截面梁单元、积分位移模式变截面梁单元）对变截面刚架内力分析的差异。在大量算例分析的基础上,给出两段变截面梁（远端铰接）等效转动惯性矩的计算公式,供设计人员参考。