各国规范轴心受压构件相关稳定设计方法对比分析

钢结构轴心受压构件在板件宽厚比超过一定范围时会发生整体局部相关失稳。介绍美国、欧洲、中国和英国4种钢结构设计规范中关于轴心受压构件相关稳定的设计方法,并以焊接工字型截面轴心受压构件为例对各种规范的设计方法进行对比分析。美国钢结构设计规范通过引入屈曲折减系数Q对强度进行折减的方法考虑板件局部屈曲的影响,欧洲和英国钢结构设计规范均采用有效截面面积考虑板件的局部屈曲,并对构件长细比进行一定程度的折减。我国钢结构设计规范对于轴心受压构件相关稳定的设计方法仍需进一步研究和完善。     

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。     

钢轴心受压截面设计方法

在钢轴心受压构件设计中，由于牵涉到的未知量太多，截面设计往往是按已有工程经验进行初选或采用试算法，步骤繁杂，且须多次调整。为了解决这一问题，本文试从对轴心受压构件两方向等稳定的角度出发，依据局部稳定的条件，推导出轴心受压工字形焊接组合截面的计算公式，以直接计算长细比A人手进行截面选择。利用本文公式进行截面选择，可一次完成，计算工作量较小。1公式推导如图1所示为一焊接组合工字形截面，由《钢结构规范》（GBJ17—88），轴心受压构件须满足下列条件：整体稳定要求：川（…）钉（l）刚度要求：人＜冈、＜闪①图1焊…     

普通圆钢管轴心受压构件截面设计的简捷计算

根据《钢结构设计规范》中轴心受压构件稳定系数的表达式,结合圆钢管轴压构件整体稳定性要求,导出了该类构件长细比的直接计算公式,从而简捷直观地确定截面尺寸。     

钢结构轴心受压截面设计方法探讨

在钢结构轴心受压构件截面设计中 ,由于涉及到的未知量太多 ,截面设计时往往是根据已有工程经验进行初选或采用试算法 ,步骤繁杂 ,且须经多次调整后 ,才能得到较合理的尺寸。为了解决这一问题 ,使设计更方便 ,本文试从对轴心受压构件两个方向等稳定的角度出发 ,依据局部稳定的条件 ,推导出轴心受压工字形焊接组合截面的计算公式 ,从直接计算长细比λ入手 ,进行截面选择。利用本文公式进行截面选择 ,可一次完成 ,计算工作量较小。1　应用的公式　　如图 1所示为一焊接组合工字形截面。依《钢结构设计规范》(GBJ17-88) ,轴心受压构件须满足…     

钢结构轴心受压构件和压弯构件截面的直接设计法

钢结构的轴心受压构件和压弯构件应用最广,但其截面设计通常需采用试算法,不能一次完成.本文对轴心受压构件的截面设计采用已有的确定合适长细比法,制成简单的两张表格供查用,可一次确定合适的长细比.对双轴对称截面的压弯构件采用等效轴心受压荷载法,按轴心受压构件设计压弯构件的截面,可避免反复试算.     

单角钢压杆的屈曲及稳定计算

在钢结构工程中经常采用等边或不等边单角钢作为轴心受压构件,现行钢结构设计规范(GB50017—2002)提供了等边单角钢压杆的截面类别及稳定计算方法,但对不等边单角钢压杆的规定相对粗糙。本文根据弹性稳定理论和角钢截面特征规律,推导了等边及不等边单角钢轴心受压构件的屈曲条件和长细比简化计算方法,并给出了稳定设计方法。扭转屈曲换算长细比仅与角钢肢宽与肢厚的比值有关,这使得弯扭屈曲换算长细比的计算也进一步简化。经过验证,该方法简单实用,可供工程设计参考。     

轴心受压构件高温稳定系数研究

在钢结构耐火设计中,关于轴心受压构件的高温稳定系数有不同的计算方法。本文根据4种不同长细比的轴心受压钢构件的高温试验结果,对比研究了3种不同计算方法的计算精度及实际应用性。结果表明,当构件长细比大于68时,用钢构件常温下的整体稳定系数代替构件在高温下的整体稳定系数计算轴心受压构件极限承载力的方法最简单且计算精度较高,具有实际应用意义。对于长细比较小的构件(<68),取φT=φ则偏大,在实际应用中需要修正。研究结论简化了钢结构耐火设计流程,有效提高了工作效率。     

输电铁塔十字组合角钢主材稳定承载力研究

以十字组合角钢构件为研究对象,研究构件轴心受压失稳方式,对GB 50017-2003《钢结构设计规范》、DL/T 5154-2012《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》、ASCE 10-97《美国输电铁塔导则》有关轴心受压长细比取值规定及受压稳定承载力计算方法进行对比分析。研究表明:3种规范有关双轴对称十字截面构件的计算长细比取值均考虑扭转屈曲的影响;ASCE 10-97和DL/T 5154-2012轴心受压稳定承载力计算考虑了翼缘外伸宽厚比对稳定强度的折减。GB 50017-2003与DL/T 5154-2012有关十字组合角钢受压稳定承载力计算结果接近,且均小于ASCE规范。     

竹条粘合箱形压杆受力性能试验研究

基于全国大学生结构设计竞赛所给竹条材料,该文研究了三种规格(截面分别为6mm×1mm、3mm×3mm、2mm×2mm)竹条制作的等边箱形压杆的整体稳定性能.参照《木结构设计标准》(GB 50005-2017)中关于轴心受压杆件的计算方法,基于试验结果,分析了竹条粘合箱形压杆的失稳破坏形态和整体稳定系数.试验结果表明:竹条粘合箱形压杆在受荷时,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.通过对比试验数据及分析拟合,该文提出了竹条粘合箱形压杆的承载力设计方法,可为参赛者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参考.     

建筑幕墙横梁的局部稳定性分析

将建筑幕墙上经常使用的薄壁金属横梁的受力简化为薄板受力问题加以研究,利用弹性力学理论较为详细地分析了幕墙横梁的局部稳定性问题的由来及工程设计中常用的应对措施,并通过计算得出一系列控制局部稳定性指标,这些结果与行业标准基本上是一致的。本文还通过计算结果与技术规范的比较提出自己的看法,为今后修订此规范提供了思路和参考,使建筑幕墙的设计更加科学和规范化。     

C型钢板剪力墙截面特性分析

C型钢板剪力墙以其独特的构造,能较好地适应高层建筑的功能和结构受力要求.对其特殊截面的剪切中心进行理论分析,采用近似法和精确法两种方式加以阐述;对多块钢板组成的构件的板件局部稳定性能进行有限元分析,分析结果与四边简支板件的临界值相符,可确定板组约束系数.通过有限元分析板件的局部屈曲,可更清楚地认识板件的屈曲特性.     

对工字形截面钢梁约束扭转时的应力分析

工程设计中,一般仅对钢梁构件的强度、刚度、整体稳定性、局部稳定性做设计验算,而很少涉及钢梁截面扭转应力的分析。按照现行的结构设计理念,对结构构件的安全性要求进一步提高,有必要对钢梁截面在扭矩作用下的应力作出分析。文章以双轴对称工字形截面钢梁一端自由、一端固定为例,对其在约束扭转时应力进行分析。     

考虑整体稳定的单层网壳截面优化设计

整体稳定性是单层网壳结构设计中的一个关键问题.在进行此类结构的优化时,必须考虑整体稳定性的影响才能得到符合规程要求的设计.本文综合考虑了位移、应力和杆件稳定以及结构整体稳定性条件,提出了基于最优准则法的优化设计方法,可按照钢结构设计规范和网壳结构规程的要求,对单层网壳结构进行杆件截面设计.     

大矢跨比局部双层球面网壳的形式及稳定性分析

首先比较了球面基本三角形网格的划分形式，最优网格划分法得到的网格三类型数量最少，最经济，提出了构造球面网壳局部双层形式的方法和五种具有工程应用价值的形式，采用几何非线性有限元理论，对几种网壳形式进行了深入的稳定分析，参数分析并与单层网壳的稳定特征进行了比较，本研究结果对实际工程有重要应用价值。     

钢结构双向压弯构件截面快速选择与设计

结合实际工程设计 ,探讨了如何快速、方便地确定钢结构实腹式压弯构件截面尺寸。提出了将确定截面尺寸的各参数统一化的思想 ,用单一参数 (例如截面高度 )表示截面的主要尺寸 ,然后将钢结构压弯构件的验算公式转化成该单一参数的函数求根形式 ,编制成单变量求根计算程序 ,从而可进行快速的截面选择与设计     

U形肋加劲板局部稳定性试验研究

U形肋加劲板是构成钢箱梁顶板、底板的主要板件,U形肋腹板与被加劲板局部失稳是其两种主要失稳破坏模式。为研究U形肋加劲板的局部稳定性能,分别设计并制作了U形肋腹板与被加劲板壁板两组局部稳定试件,并考虑U形肋腹板宽厚比、被加劲板宽厚比以及U形肋翼缘与腹板间弯曲半径变化。通过轴压试验得到了U形肋加劲板的局部失稳破坏模式、稳定承载力、应力-位移曲线以及局部稳定折减系数。试验研究表明：随着局部板件宽厚比的增大,试件由强度破坏转变为失稳破坏,且失稳破坏特征表现得越明显。当板件宽厚比不小于22.5时,宽厚比较大的板件先于其他板件失稳。U形肋腹板与翼缘之间弯曲半径增大时,U形肋腹板宽度及宽厚比变大,导致U形肋腹板稳定承载力降低。将试验结果与公路钢桥规范中的稳定系数曲线对比发现,对于钢桥规范中的稳定曲线,采用钢材屈服强度计算得到的板件稳定承载力明显小于试验值,而采用抗拉强度计算得到的板件稳定承载力接近试验值,说明采用钢桥规范计算U形肋加劲板稳定承载力,其安全系数和钢材的抗拉强度与屈服强度比值相当。     

工字型铝合金轴心受压构件中美设计规范对比

对比GB50429-2007《铝合金结构设计规范》、DGJ08-95-2001《铝合金格构结构技术规程》（试行）、美国铝合金设计规范中6061-T6工字型铝合金构件的整体稳定系数,求出了铝合金板材不同宽厚比下弹性屈曲允许应力,得到了铝合金构件不同长细比与宽厚比之间的关系.工程设计中应综合考虑整体稳定、局部稳定及局部屈曲的影响,以确定最合理的截面形式.     

中国和美国钢结构抗震局部稳定规定比较

钢结构强度高,构件细长且纤薄,故而构件的稳定问题显得较为突出.很多情况下,钢结构并非由强度控制其构件的选择,因此,合理地选择构件,满足规范规定的宽厚比稳定构造要求,对于钢结构设计尤为重要.对美国规范和中国规范中钢结构抗震局部稳定进行分析和比较,以期对工程设计人员有所帮助.