考虑竖向加劲肋作用的H形梁柱节点试验研究

针对我国现行钢结构设计规范对H形梁柱节点域厚度的要求未考虑竖向加劲肋作用,设计了2组4个平面中柱节点试件,进行拟静力试验,分析竖向加劲肋对节点破坏模式、承载力、刚度、延性、耗能能力等性能的影响。试验研究表明：试件滞回曲线形状稳定,节点域屈曲后曲线有捏拢现象,但承载力无明显下降,延性良好;竖向加劲肋对试件刚度、承载力和延性影响很小,但耗能能力增加、平面外变形减小、剪切屈曲性能明显改善,与具有相似节点域等效宽厚比的未设置加劲肋试件相比,延性相当,但耗能能力更好。根据研究结果提出了设置竖向加劲肋节点的等效宽厚比计算方法,建议将现行规范中节点域等效宽厚比不小于90的限值放宽到加劲节点域等效宽厚比不小于90。     

三河粮食库平钢结构仓设计

介绍门式刚架在散装粮食的侧向推力作用下的基础设计、柱脚抗剪键设计以及梁柱节点域的腹板斜加劲肋设计,并对梁柱节点域的腹权外加劲肋的计算提出建议公式。     

三河粮库平钢结构仓设计

介绍门式刚架在散装粮食 侧向推力作用下的基础设计、柱脚抗剪键设计以及梁了点城的腹板斜加劲肋设计,并对梁节点域的腹板斜加劲肋的计算提出建议公式。     

加劲板对钢空腹夹层板剪力键剪切性能影响研究

剪力键是空间钢网格结构的核心构件,其剪切性能对整体结构抗剪能力影响很大。为研究加劲板对钢空腹夹层板剪力键剪切性能的影响,运用ABAQUS通用有限元软件,建立了有无竖向加劲板两组节点纯剪切状态下的数值模型。研究剪力键节点的抗剪性能,选取了竖向加劲板宽度和厚度对节点极限承载力进行参数分析,进而研究了竖向加劲板宽厚比对节点承载力的影响。研究结果表明：纯剪切状态下,有加劲板的构件承载力明显高于无加劲板的构件。竖向加劲板的设置,使得T型钢上(下)肋和方钢管可以整体协同受力,使剪力键节点域的受力更加均匀。竖向加劲板宽度和厚度对剪力键节点域承载力影响较大,给出了竖向加劲板宽厚比的建议取值范围,研究结论可为工程设计提供理论参考。     

考虑节点域加强的Q690GJ高强钢梁柱节点抗震性能试验研究

对4个梁端盖板加强-翼缘削弱型梁柱中节点试件进行低周反复荷载试验,主要研究节点域设置补强板和斜向加劲肋对高强钢节点的破坏模式、承载能力、转动能力、延性及耗能能力等的影响,并与ANSI/AISC 341-05推荐方法的计算结果进行对比,试验中,普通试件的破坏形式为节点域出现剪切塑性铰,节点域加强试件在翼缘削弱处发生明显塑性变形;经分析节点域贴焊的等厚补强板参与工作的程度为54%,斜加劲肋则为38%,从节点承载力来看,两者的加强效果相当;由于加载条件所限,各试件的延性和耗能能力并未达到预期的指标,但试件贴焊斜加劲肋后,转角延性系数降低约67%,节点域等效阻尼系数降低约38%,表明节点域加强后其转动能力及耗能能力急剧下降;对于高强度钢材,ANSI/AISC 341-05有关节点域抗剪承载力的计算规定偏于保守。     

交叉加劲钢板剪力墙弹性屈曲研究

用有限元方法对交叉加劲钢板剪力墙的弹性屈曲性能进行了研究,重点研究了加劲肋与墙板的刚度比、墙板高厚比、边长比以及加劲肋宽厚比等对弹性屈曲系数k的影响,同时与十字加劲板的抗剪屈曲性能进行了对比。研究结果表明,设置交叉加劲肋能显著提高钢板剪力墙的弹性屈曲荷载;屈曲系数k随着墙板边长比、高厚比以及加劲肋宽厚比的增大而趋于减小;本文给出的交叉加劲板弹性屈曲系数k的计算公式与有限元法的结果较吻合。     

加劲钢板剪力墙抗剪性能分析

利用ANSYS有限元软件对交叉加劲钢板剪力墙的抗剪性能进行了研究,重点分析了肋板刚度比和加劲肋宽厚比对剪力墙荷载—位移曲线的影响。研究表明,设置交叉加劲肋能够显著提高钢板剪力墙的承载能力;肋板刚度比对于厚板和薄板抗剪性能的影响不同,对薄板的影响大于厚板;然而无论是厚板还是薄板,加劲肋宽厚比对于墙板荷载—位移曲线的影响都很小。     

钢结构箱形柱与梁异型节点抗剪承载力分析

基于对钢结构箱形柱与梁异型节点形式及受力性能的分析,建立异型节点域的受剪计算模型,并推导节点域在压弯情况下的抗剪承载力计算公式。通过对箱形柱与工字梁和箱形梁异型节点模型的低周反复加载试验,研究轴压比和核心区高度对节点域抗剪承载力的影响,得到节点域的剪力-剪应变滞回曲线;从试验模型的滞回曲线可以看出,异型节点域以剪切变形为主,且具有良好的延性和抗剪承载能力。试验结果与计算分析表明,节点域在小核心区发生剪切屈服,提出的节点域抗剪承载力计算公式与试验结果比较吻合。     

矩形钢管混凝土柱T形加劲肋设计方法

基于钢板弹性屈曲理论,提出了矩形钢管混凝土柱内设置T形加劲肋的技术措施和设计方法。对于板件宽厚比较大的矩形钢管混凝土柱,沿钢管壁纵向设置T形加劲肋,由于T形加劲肋翼缘部分包裹于混凝土内部,充分发挥加劲肋与混凝土的共同工作性能,改善钢管壁局部屈曲性能。采用能量法并考虑内部混凝土对钢管壁的侧向支撑作用,基于均匀受压四边固支板简化计算模型,推导了内设置T形加劲肋的柱壁板件临界应力计算公式。通过控制钢管壁全截面有效,并考虑加劲肋界限刚度比影响,提出了矩形钢管混凝土柱的T形加劲肋刚度限值要求。结果表明:T形加劲肋与混凝土的共同工作显著改善了钢管壁的局部屈曲性能;对于大宽厚比矩形钢管混凝土柱,通过合理设计T形加劲肋,仍可使钢管壁全截面有效,即先发生屈服而不是局部屈曲。     

螺旋加劲薄壁方钢管混凝土叠合构件轴压性能及参数影响研究

薄壁钢管混凝土经济性能优势明显,但受到局部屈曲的影响,变形能力发生严重退化.本文基于螺旋加劲肋新型约束形式,提出了螺旋加劲薄壁方钢管混凝土叠合构件,通过试验研究发现:设置螺旋加劲肋可以较好约束薄壁钢管,增强构件局部抗屈曲能力,承载力和变形能力得到提高.在试验的基础上,对该叠合柱进行数值分析,研究了钢管宽厚比、加劲肋宽厚...     

矩形钢管柱-H形梁外加劲铸钢模块节点抗震性能试验研究

对矩形钢管柱-H形梁连接外加劲铸钢模块节点进行概念设计,并对该新型节点实施了循环往复加载的足尺试验,考虑了不同柱轴压比对节点抗震性能的影响。研究表明,提出的外加劲铸钢模块节点具有优良的延性、稳定高效的耗能能力、较大的承载力、合适的刚度,能充分利用节点域稳定剪切塑性耗能。经分析验证,现行节点域极限承载力公式经修正后可适用于外加劲铸钢模块节点;通过控制梁与节点域的相对强弱,可实现对节点屈服时序的控制。     

基于屈服线理论的钢管混凝土外加强环节点设计公式推导

外加强环式节点在钢管混凝土结构中广泛使用,国内规程或相关书籍中,都有这种节点的设计公式,不过所有这些书籍或者规程中均没有给出设计公式相关的推导过程。从试验和有限元模拟结果来看,加强环式节．最达到屈服时在环面上会出现明显的屈服带,据此,基于屈服线理论,建立节点屈服机构,得到节点屈服强度,在引入调整系数后,进而提出节点环板宽度设计公式。本文提出的设计公式与现有设计公式在形式上一致,证明了现有设计公式的正确性;另外,经与有限元分析结果及已有设计公式对比分析,本文提出的设计公式有很高的精确度。     

竖向加劲钢板剪力墙门槛刚度研究

为研究设置竖向加劲肋的钢板剪力墙的弹性屈曲性能,采用有限元法对竖向加劲钢板剪力墙弹性屈曲性能进行研究,分析加劲肋的刚度、加劲数量和钢板高宽比等因素的影响。研究表明:设置竖向加劲能有效提高钢板墙剪切临界应力,钢板高宽比、加劲肋数目和加劲肋抗弯刚度均对钢板剪力墙屈曲系数有较大影响。提出加劲肋门槛刚度的判定标准和计算公式,该判定标准考虑了加劲肋扭转刚度的影响。与有限元结果的比较表明,具有较好的精度,且明显优于文献结果。     

Warping and bimoment transmission through diagonally stiffened beam-to-column joints

For beam-to-column rigid joints with a diagonal stiffener, the warping degrees of freedom at the beam-to-column joint have been taken to be continuous in some current literature. A new warping transmission model is presented for this type of joint in this paper, in which the bending deformation and twisting of the diagonal stiffener are considered and the restraining of the web in the joint panel zone to the twist of the diagonal stiffener is taken into account. Comparison with FEA using shell elements demonstrated the high accuracy of the proposed model, while the results with the continuous warping assumption have greater deviation with the finite element results. The suggested model can be implemented simply though modifying the traditional thin-walled beam element matrix at the joints. The proposed model is applicable for solving combined flexural and torsional problems of frames composed of thin-walled members.     

门式刚架含缺陷外伸式端板梁柱节点有限元分析与试验研究

对1个符合规范要求(无缺陷)和3个不符合规范要求(含缺陷)的门式刚架外伸式端板连接节点进行了承载力试验及相应的有限元分析,以了解实际工程中存在的含缺陷节点的力学性能,并对该类节点在正负弯矩作用下的性能进行了有限元分析。研究结果表明:在节点域屈曲起控制的节点中,节点域设置加劲肋对提高节点的承载力作用相当显著;相对于梁端板和柱翼缘同时加厚的无缺陷节点,含缺陷节点的极限承载力基本接近,但其弹性抗弯能力下降、初始转动刚度有所下降,其性能分析适合采用半刚性理论。所采用的有限元分析方法结果可靠,可为含缺陷节点的门式刚架结构的整体受力分析或后续加固提供依据。     

Optimal stiffener design of moderately thick plates under uniaxial and biaxial compression

In this paper, the optimal stiffener design of moderately thick plates under uniaxial and biaxial compression is investigated on the premise that the plate thickness and the required ultimate strength are given. As the theoretical basis of stiffener design, the ultimate strength formulations of weak stiffened thick panels under in-plane biaxial compression are first developed on the basis of large deflection orthotropic plate theory, in which the post-weld initial deflection is taken into account. The von Mises yield criterion is employed to determine the limit state of the panel, and the Nelder-Mead simplex algorithm is used to obtain the efficient solution of nonlinear differential equations. The optimization method presented is based on the stiffener design principles of the overall instability stress and of the working stress. In the optimization formulation, the numbers and geometric sizes of the stiffeners are defined as design variables; the weight ratio of stiffeners to plate is taken as a single objective function; requirements against overall buckling of the panel, local buckling of the plates between the stiffeners and local buckling of the stiffeners themselves are set as constraint functions. Results of both design examples and parameter studies show that, for moderately thick plates, the stiffener weight given by the proposed optimization method is much lower than the weight determined by the current stiffener design method on the premise of the same requirement of structural safety. Using the present optimization method to obtain the lightest and the most effective stiffener layout for moderately thick plates is proposed.     

冷弯薄壁型钢受弯构件整体弯曲变形直接计算方法研究

对于冷弯薄壁型钢构件来说,目前的国外设计规范大多采用有效截面法来考虑局部屈曲对构件变形的影响.由于冷弯薄壁型钢构件的板件宽厚比较大,在正常使用阶段除了发生局部屈曲之外还可能发生畸变屈曲,从而影响构件的变形性能.通过探索一种无需求解构件的有效截面特性,利用全截面直接求解受弯构件整体弯曲变形的计算方法(简称“直接变形法”)...