大直径薄壁钢管压弯构件的稳定分析

针对我国现行钢结构设计规范未对径厚比为100以上的大直径薄壁钢管压弯构件的稳定计算作相应规定,采用非线性有限元方法,分析初始缺陷、长细比及两端作用不等弯矩等因素对该类构件稳定承载力的影响。研究结果表明,随着径厚比的逐渐增大,该类构件的稳定承载力显著降低。通过有限元分析结果及参照相关规范提出了该类压弯构件稳定承载力的建议计算公式。最后,对3根薄壁钢管压弯构件进行了试验研究,得到每个试件的荷载位移曲线、破坏屈曲和压弯极限承载力,试验荷载位移曲线与有限元方法计算得出的曲线基本吻合,实测极限荷载值与建议公式计算值偏差幅值控制在20%之内,进一步验证了该理论分析方法是有效的、可靠的,研究成果可为类似构件的设计提供依据。     

大型薄壁钢管构件的轴压稳定分析

采用非线性有限元方法对大直径薄壁钢管构件在轴压荷载下的受力性能进行了综合分析,考虑多种因素对大直径薄壁钢管轴压稳定承载力的影响。通过分析及参照相关规范提出了大直径薄壁钢管构件轴压稳定承载力的建议计算公式。     

大型薄壁钢管受弯构件的稳定分析

考虑多种因素对大直径薄壁钢管受弯构件稳定承载力的影响,采用非线性有限元方法对大直径薄壁钢管受弯构件的受力性能进行综合分析.通过分析及参照相关规范,提出大直径薄壁钢管构件受弯构件稳定承载力的建议计算公式.     

压弯钢构件稳定承载力的非线性有限元计算

首先阐述了轴压构件稳定承载力的计算过程,然后甩有限元软件在考虑初始缺陷与几何及材料非线性的条件下,通过再施加弯矩作用说明压弯构件稳定承载力的计算过程。     

钢压弯构件截面的选择方法

通过对压弯构件的强度、平面内和平面外稳定性计算公式联立求解,得出对截面主轴的强轴的截面惯性矩I_x,结合假定长细比试选压弯构件的截面,计算工作量较小,可供设计参考.     

方钢管混凝土压弯构件荷载-位移滞回性能研究

在弯矩 -曲率滞回关系分析的基础上 ,利用数值方法计算方钢管混凝土压弯构件的荷载 -位移滞回关系 ,并对计算结果进行了大量试验验证。在理论分析和试验验证的基础上 ,全面考察构件轴压比、长细比等参数对滞回关系的影响 ,最后给出构件荷载 -位移滞回关系恢复力模型及构件位移延性系数等的简化计算公式     

格构式轴心受压构件的剪力计算

由于实际轴心受压构件存在不可避免的各种初始缺陷,导致构件中出现剪力,这种剪力会对格构式构件带来剪切变形,影响构件的承载力。本文特对新订规范中第5.1.6条规定的剪力计算,进行了推导和讲述。     

受弯圆弧拱平面外稳定承载力分析

为建立压弯钢拱平面外稳定承载力设计方法,对承受弯矩作用的受弯圆弧拱的稳定承载力进行系统研究,考察弯矩对其面外稳定的影响。采用有限元分析方法,考虑截面形式、初始几何缺陷、残余应力、矢跨比、拱脚条件及端弯矩比例的影响。首先针对均匀正弯矩作用,基于正则化长细比给出了焊接工形截面、焊接箱形截面及热轧圆管截面拱的平面外稳定曲线;之后对于不同比例的端弯矩作用下不均匀受弯情况,提出了平面外稳定承载力计算的等效正则化长细比法和等效弯矩系数法,为压弯圆弧拱设计方法的建立奠定基础。研究表明：采用正则化长细比,均匀正弯矩作用下圆弧拱的平面外稳定系数可采用与直梁类似的平面外稳定曲线;不等端弯矩作用的情况需引入等效正则化长细比或等效弯矩系数,以考虑弯矩梯度和负弯矩作用的影响;提出的两种平面外稳定承载力计算方法与大挠度弹塑性有限元分析结果吻合较好。     

考虑弯矩作用梭形钢格构柱稳定承载力非线性有限元分析

以2010年上海世博会世博轴工程中采用的梭形钢格构柱为研究对象,应用大挠度弹塑性有限元法研究考虑弯矩作用时梭形格构柱的稳定承载力。分析了初始几何缺陷作用方向、分布形式对梭形格构柱稳定承载力的影响,并与试验结果进行了比较。分析结果表明：梭形格构柱在轴力和弯矩共同作用下的一阶弹性屈曲模态表现为“S”形和“C”形两种形式;考虑弯矩作用后,初始缺陷作用方向对梭形格构柱的稳定承载力有较大影响;对一阶屈曲模态为“S”形的梭形格构柱,计算稳定承载力时只需考虑“S”形缺陷的影响,而对一阶模态为“C”形的梭形格构柱有必要综合考虑“C”形和“S”形缺陷的影响。与试验结果比较表明,建议方法计算梭形格构柱的稳定承载力安全、合理。图12表1参11     

具有初始几何缺陷的细长桥墩稳定性计算分析

针对神木一府谷高速公路上某细长桥墩在施工完成后产生初始几何缺陷的情况,运用有限元程序ANSYS,采用考虑双重非线性的压溃理论,计算分析了桥墩在施工阶段、成桥阶段以及营运阶段的稳定性,以期为具有初始缺陷的桥墩稳定性研究提供指导。     

波折腹板梁抗剪性能研究

本文基于非线性有限元结构分析方法 ,对波折腹板梁在剪力作用下的破坏机理及基本性质进行了理论分析 ,分析中考虑了大变形与几何初始缺陷。分析结果表明波折腹板梁的抗剪极限承载力明显优于普通工字钢梁。     

圆钢管混凝土受压曲杆的力学性能研究

利用有限元分析软件ABAQUS对圆钢管混凝土曲杆受压时的荷载-变形全过程曲线进行模拟,模拟结果与试验结果吻合良好。在此基础上,通过计算分析,对钢管混凝土曲杆与曲线形空钢管破坏形态的差别进行比较,最后对有关钢管混凝土曲杆的力学性能进行分析。     

设置预制刚性垫块的梁端约束力矩非线性有限元分析

通过有限元分析软件ANSYS分析了设置预制刚性垫块的承重纵墙的梁端约束力矩,并将有限元分析结果与梁端固端弯矩进行了比较,讨论了梁端约束力矩的变化规律.     

设置预制刚性垫块的梁端约束力矩非线性有限元分析

通过有限元分析软件ANSYS分析了设置预制刚性垫块的承重纵墙的梁端约束力矩,并将有限元分析结果与梁端固端弯矩进行了比较,讨论了梁端约束力矩的变化规律。     

反拱式钢管混凝土拱桥稳定性非线性分析

结合湖北省兴山县高阳大桥,基于ANSYS软件,采用beam188单元,分别对施工和使用阶段进行线弹性、只考虑几何非线性和同时考虑几何及材料非线性对该桥进行稳定性分析,并得出了各工况下的稳定安全系数及失稳模态。计算结果表明,反拱式钢管混凝土拱桥的稳定性非线性因素明显,在计算中应充分考虑。     

竖向荷载作用下柱列支撑体系受力性能试验研究及有限元分析

为研究柱列支撑体系的受力性能和验证有限元方法分析该问题的可靠性,对带有不同初始几何缺陷分布的单层和双层柱列支撑体系进行静力模型试验研究。研究结果表明:由于试验模型中柱和水平撑杆的初始几何缺陷的随机分布,水平撑杆受压力或拉力也是随机的;双层柱列支撑体系的极限承载力高于单层柱列支撑体系的极限承载力,且双层柱列支撑体系中的水平撑杆减小柱的计算长度超过柱高的一半;柱列支撑体系的失稳破坏是由于单柱失稳破坏引发的。采用有限元模型对试验进行了模拟验证,计算结果与试验结果吻合良好。     

纯弯等截面焊接工字形梁整体稳定系数研究

为配合《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)的修订工作,对纯弯等截面焊接工字形梁的整体稳定系数进行了研究.对各国钢结构规范中关于梁整体稳定系数问题的计算方法做了简要介绍,比较了各国规范对焊接工字形梁稳定承载力计算结果的差异;对等端弯矩作用下等截面焊接工字形梁的整体稳定性进行了大量数值模拟,其中考虑了梁构件的初始几何缺陷及残余应力分布.通过对比正则化长细比与梁整体稳定系数曲线可以发现,现行《钢结构设计规范》在计算梁稳定系数时对构件初始几何缺陷及残余应力考虑不足,规范计算结果在较大范围内高出有限元数值分析结果,会产生不安全的设计,故建议对规范公式进行修订.