门式刚架结构设计中一些问题的探讨

结合工程设计实践,对门式刚架轻钢结构设计中的钢材选用,结构布置,节约用钢,支撑体系布置,刚架位移限值,高强螺栓选用及构造要求进行探讨。     

关于连续梁桥墩计算长度系数的探讨

首先,在深入研究连续梁桥墩屈曲机理的基础上,结合实际工程特点,建立力学模型,根据欧拉公式进行理论推导分析得出桥墩计算长度系数的超越方程;然后进一步分析桥墩计算长度系数的影响因素及其与桥墩计算长度系数间的相互关系;最后,利用有限元建模对某高速公路桥梁进行稳定分析,求解出桥墩计算长度系数,并与理论计算结果进行对比分析。结果表明:有限元计算结果与理论计算结果吻合很好,验证了桥墩计算长度系数求解的正确性。     

确定框架和排架柱计算长度的实用图表法

确定柱的计算长度是稳定验算的关键一环,对此,GB50017-2010《钢结构设计规范》中给出了一些相关的计算公式和表格,但这些公式和表格仍存在两方面的不足：一是这些公式和表格基于计算假定只适用一般情况,对于一些特殊情况,如框架各柱内的轴力或各排架柱的轴力和柱高相差较大时,这些公式和表格就不再适用了;二是使用这些公式和图表难以得到计算长度随各相关参数变化的直观表现。针对这些不足,本文作者利用：二阶位移法推导了相关的公式并制成了确定计算长度的实用图表,利用这些图表可快速地确定计算长度,并可得到计算长度随各参数变化的直观趋势。     

变截面门式钢刚架结构稳定承载力的试验与理论研究

本文通过对一榀变截面门式刚架结构稳定承载力的破坏性试验,研究了在工字形构件腹板发生局部屈曲后刚架结构的受力性能及破坏机理,获得了结构全过程加载的荷载-挠度曲线以及构件和节点局部屈曲的发生及扩展情况,指出了梁柱节点设计的重要性及构造要求;应用大挠度弹塑性板壳有限元对变截面门式刚架结构进行了大挠度弹塑性理论分析,研究了腹板和翼缘宽厚比的变化对刚架结构稳定承载力的影响;在弹塑性范围内用梁柱单元对刚架结构的稳定承载力进行了分析和计算,并与板壳单元的计算结果做了比较,发现板壳单元的理论计算结果与试验研究结果相当吻合;理论与试验研究结果对工程设计有一定的参考价值。     

楔形变截面单跨门式刚架柱计算长度分析

针对《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECSl02：2002)中刚架柱计算长度系数取值上存在的一些问题——适用范围小(规定限于屋面坡度很小时公式适用)，而且未考虑斜梁内轴力的不利影响；本利用有限元法编程对柱脚铰接及刚接有侧移楔形变截面单跨门式刚架的整体稳定性进行了大量算例分析，提出了实用的确定楔形刚架柱的计算长度系数的方法。     

无侧向支撑桁架弦杆出平面计算长度的探讨

在一些受较大向上风载的屋架或连接不同单体建筑步行桥的两侧桁架等结构中,由于受到使用条件限制而无法为受压弦杆设置平面外的支撑系统,因此这些结构中受压弦杆在平面外的稳定问题就显得格外突出。阐述了这类稳定问题的力学机制,归纳和讨论了在桁架结构中无支撑受压弦杆出平面稳定问题的理论分析方法及结果,通过算例验证了数值方法的有效性,并通过数值方法分析了弦杆的轴力变化对面外计算长度的影响,随后对北京当代MOMA工程连接周边建筑与电影院屋顶之间步行桥桁架中的相关问题进行了分析,最后给出了对于实际工程问题的分析方法和设计建议。     

钢框架柱平面内整体稳定验算的两种方法对比

先建立两个有初始几何缺陷的多层钢框架结构,通过有限元分析分别得到这两个框架的竖向极限荷载Pcr和水平极限荷载Hcr;再对与这两个框架几何及截面相同但没有初始缺陷的框架,用之前计算得到的竖向和水平极限荷载分别按一阶弹性分析和二阶弹性分析得到其内力,用我国现行GB50017-2003《钢结构设计规范》中压弯杆件极限承载力验算公式计算其名义应力,并与实际结果比较。结果证明,进行钢框架压弯杆件平面内稳定验算时,对框架采用二阶弹性分析,并将柱的计算长度取为实际柱长,所得验算结果较对框架采用一阶弹性分析并将柱的计算长度取为框架弹性屈曲长度合理。但总体来说,两种方法的验算结果都均偏于保守。     

变截面门式刚架变形性能的非线性和线性分析结果比较

用ANSYS软件对变截面门式刚架的变形性能进行分析。利用正交设计法,探讨了高度、跨度、楔率、板件厚度、横向荷载5种因素对变形的影响,并对各因素按影响程度的大小作了排序。认为跨度和楔率对横向位移是否考虑几何非线性影响显著,而各因素对竖向位移是否考虑几何非线性影响不显著。     

厂房框架带牛腿柱的计算长度

设有20 t以下桥式吊车的厂房框架多用带牛腿的常截面柱来承受吊车荷载。这种带牛腿荷载的柱在框架平面内的计算长度,习惯上和荷载完全集中在柱顶者同样对待。实际上,由于大部分荷载施加在柱中间部位,柱的稳定承载能力要比荷载集中于柱顶的常截面柱高。设计计算应该基于这种实际情况。为此,本文提出带牛腿柱在框架平面内计算长度的理论公式和简化实用计算公式。同时提出反映两柱相互约束效应的计算公式,进一步发挥结构的潜力。柱在框架平面外的计算长度通常取为纵向支承点间的距离。然而,带牛腿荷载的柱在牛腿表面处总是有纵向支撑杆件把它分为两段。由于上段短而荷载小,对在设计中起控制作用的下柱有约束作用,从而减小其计算长度。本文也为此提出理论和实用计算公式。     

双空间钢构架混凝土偏压短柱承载力计算方法

本文所研究的双空间钢构架混凝土柱是由内外空间钢构架组成,即在空间钢构架混凝土短柱中内埋空间钢构架,形成一种对混凝土有着两重约束的双空间钢构架混凝土组合柱.为了探究这种组合柱的偏心受压承载力计算方法,以试验研究为基础,建立相关的N-M偏心受压方程.计算后得出的方程计算值与试验值较为吻合,验证了Nu-Mu偏心受压方程计算方...     

考虑有侧移框架结构二阶效应的偏心距增大系数法的改进

从已经得出的框架结构二阶效应规律来看,我国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中用来反映有侧移框架结构P-Δ效应规律的偏心距增大系数法(或称ηs-l0法)不论从力学概念上还是方法上都有待作出根本性改进。本文在阐述了有侧移框架结构中P-Δ效应和P-δ效应的规律后,提出了能同时考虑层效应特征和引起结构侧移弯矩作用下的非弹性曲率增量特征的ηs-l0法改进方案。通过对比分析证实了改进后的方案能较准确反映框架结构P-Δ效应的真实规律,并与美国规范对应方法以及层增大系数法具有等效性。     

高层空间半刚性连接钢框架分析的QR法

采用双向三次B样条基函数及正交多项式乘积的线性组合,构造了空间钢框架结构分析QR法的整体位移函数,借助于有限元法的离散网格、单元刚度方程,通过单元结点位移和QR法广义位移的变换,建立起QR法的计算格式.基于半刚性连接钢框架结构的基本假定,在单元的刚度矩阵和等效荷载向量中引入无量纲刚度因子,通过刚度因子的不同取值,不但可以分析空间刚接框架、简支框架,还可以分析任意的半刚性连接钢框架.程序计算的结果证明了该算法的正确性及精确性.     

一种小矢跨比平面曲杆的近似分析方法

在保证具有足够工程设计精度的前提条件下 ,针对小矢跨比曲杆内力的计算 ,通过合理的假定推导出一种所谓的等效刚度中心法以简化计算 .通过该法可以利用一般的有限元分析程序直接对含有小矢跨比曲杆的结构进行较为准确的近似分析 ,并且有效地控制了计算模型的总自由度数 .对几种常用方法进行的算例对比表明 ,该简化计算方法具有相当的计算精度 ,并能够满足设计及计算的精度要求 .     

大吨位吊车门式刚架轻钢结构的设计

简要介绍了门式刚架结构体系及应用范围 ;阐述了大吨位吊车门式刚架轻钢结构的设计方法。提出应主要考虑刚架跨度、柱距及柱高 ,刚架柱截面 ,基础设计等方面 ,强调了设计注意事项。     

半刚性钢框架二阶弹性静力分析的QR法

采用梁柱法和稳定函数推导了梁柱结构考虑二阶效应及梁柱半刚性连接时的单元刚度矩阵,并用Kishi-Chen幂函数模型描述了半刚性连接的特性,采用B样条函数及正交多项式乘积的线性组合,构造了QR法的结构整体位移函数,通过QR法样条离散,建立起QR法的计算格式,并编制了相应的计算程序。     

考虑材料变异性的半刚接钢框架内填RC墙结构的强度折减系数研究

为合理评估半刚接钢框架内填RC墙结构(简称PSRCW)的延性及强度折减系数,文中利用Latin超立方抽样方法考虑PSRCW结构中型钢、钢筋及混凝土材料力学性能的随机性,提出一种基于Pushover方法评估PSRCW结构延性及强度折减系数的概率方法。根据现行抗震设计规范设计4组160个PSRCW算例样本,重点考察了层数、抗震设防烈度、水平荷载分布模式等因素的影响,利用Pushover方法确定160个PSRCW算例的抗侧能力曲线,基于概率方法按置信水平为95%的单侧置信下限确定PSRCW结构的延性及强度折减系数。研究结果表明,随着层数的增加,PSRCW结构的延性及强度折减系数均呈降低趋势;设防烈度对PSRCW结构的延性折减系数影响不明显,但对强度折减系数影响较大;均匀分布模式作用下确定的PSRCW结构的延性及强度折减系数均显著大于按广义乘方分布模式的分析结果。     

钢管混凝土柱稳定系数的统一算法研究

介绍了美国《建筑钢结构规范》(AISC-LRFD)和欧洲《钢-混凝土组合结构设计规范》(Eurocode 4)中关于钢管混凝土柱稳定系数的计算方法。无论钢管混凝土单肢柱或是钢管混凝土格构柱,均可先计算柱的相对长细比,再通过相应公式计算其稳定系数。采用该研究思路,在分析评价国内外各设计规程计算方法的基础上,提出适合工程应用的钢管混凝土柱稳定系数的统一算法。对钢管混凝土单肢柱、哑铃形柱、格构柱分别进行该算法的试验验证,研究结果表明,计算值与试验值均吻合良好。     

基于模糊可靠度的RC框架结构在地震作用下最可能失效构件的识别

计算结构体系可靠度的基础是对构件可靠度的计算,通过引入构件失效准则的模糊性,将构件失效作为模糊随机事件进行研究,通过计算得到构件在地震作用下的模糊随机可靠度,进而对RC框架结构在地震作用下最可能失效构件进行识别。结果表明：引入失效准则模糊性后,计算出的模糊随机可靠度指标要小于不考虑模糊性的常规可靠度指标,失效概率增大|选择不同的隶属函数分布形式和模糊区间对于模糊随机可靠度的计算均有一定的影响,所以在进行实际工程可靠度计算时,应根据实际情况选择合适的隶属函数和模糊区间。     

A statistical and experimental investigation into the accuracy of capacity reduction factor for cold-formed steel shear walls with steel sheathing

Buildings constructed of cold-formed steel members are increasingly used in many countries. In recent years, cold-formed steel shear walls with steel sheathing were introduced as lateral force resisting systems. Design provisions of these structures require that the shear strength of shear walls with a height to width aspect ratio (h/w) greater than 2:1 be reduced by the factor 2w/h for satisfying allowable story drift limit. In this research, the accuracy of the factor is investigated using the results of previous tests and the tests performed by the researcher. Results show that the reduction factor (2w/h) is conservative. Thus, a relation is proposed for the reduction factor.     

钢框架柱平面内整体稳定验算改进建议Ⅱ:数例验证(1)

针对我国现行钢结构设计规范存在的框架柱平面内整体稳定验算的不足，提出了改进建议。利用单层和3层钢框架的有限元分析结果，对现行规范方法和本文建议方法在内力计算与框架柱平面内整体稳定验算和截面强度进行了详细比较，对本文建议方法的精度与可行性进行了评价。