中美规范关于卷边槽形受弯构件承载力比较分析

新近纳入北美规范NAS 2004的直接强度法对冷弯型钢构件的畸变屈曲要求单独验算,但《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002)对此还无明确规定。在总结冷弯型钢构件畸变屈曲性能的基础上,对其承载力计算方法给予介绍,由简化模型计算得到的受弯构件的畸变屈曲弹性临界应力中,引入直接强度法计算“规范”(GB 50018-2002)附录中卷边槽形受弯构件的承载力。结果表明,附录中部分截面的受弯承载力由畸变屈曲控制。同时,NAS 2004与“规范”(GB 50018-2002)计算结果的比较表明,“规范”(GB 50018-2002)的计算规定虽安全,但太过保守。因此,提出将翼缘屈曲系数调高至3.0的建议。     

改良Cho四边形缝合术在前置胎盘剖宫产术中出血中的应用

目的探讨改良Cho四边形缝合术对前置胎盘剖宫产术中出血的止血效果。方法对70例明确为前置胎盘且剖宫产术中胎盘附着面出血的患者按随机数字表法分为2组,A组36例采用改良Cho四边形缝合术止血;B组34例采用宫腔局部＂8＂字缝合术止血,比较2组疗效。结果术中出血量、止血时间及子宫切除率A组明显少于B组,差异有统计学意义（均P〈0.05）;术后8 h出血量及产褥率A组亦小于B组,但差异无统计学意义（P〉0.05）。术后子宫复旧、恶露持续时间及月经复潮情况2组间比较差异无统计学意义（P〉0.05）,且均无并发症。结论改良Cho四边形缝合术用于前置胎盘剖宫产术中出血的止血效果明显、安全性高、方法简单。     

高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件畸变屈曲性能研究

建立了考虑材料和几何双重非线性的550MPa高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件畸变屈曲性能分析的有限元模型,并通过对两种厚度高强冷弯薄壁型钢轴压构件畸变屈曲试验已有结果的分析比较验证了其有效性;采用该模型进一步分析了厚度、长度、初始缺陷模式及幅值等参数对畸变屈曲轴压构件承载力的影响,并对轴压构件畸变屈曲发生机理进行了探讨。结果表明：厚度、长度和初始缺陷模式是影响畸变屈曲轴压构件承载力的主要因素,且卷边面内屈曲是槽形截面轴压构件发生畸变屈曲的主要原因。通过理论计算与试验结果的对比分析,表明可以采用建议方法计算此类复杂截面轴压构件的畸变屈曲承载力。     

卷边翼缘工形构件稳定性能及经济性能分析

以卷边工形构件和普通工形构件为研究对象,从稳定性能和经济性能两方面进行对比。首先,分析二者屈曲形式的异同,并通过对比二者腹板和翼缘的屈曲系数来反映二者稳定性能的差异。然后,基于弹塑性范围内的稳定承载力有限元分析,从两方面入手对二者的经济性能进行研究:一是用钢量相同,比较二者的承载力;二是承载力相同,比较二者的用钢量。研究结果表明:卷边工形构件是一种较工形构件更为经济高效的型材。     

卷边C形截面不锈钢柱畸变屈曲直接强度法

为研究轴心受压卷边C形截面不锈钢柱的畸变屈曲承载力,采用ABAQUS软件对不锈钢轴压构件进行了非线性有限元模拟,并通过现有试验验证了有限元模型计算结果的准确性。弹性畸变屈曲荷载是采用直接强度法（DSM）的关键参数,首先研究了边界条件对构件承载力的影响,然后对比分析了现有轴心受压卷边C形截面不锈钢柱畸变屈曲承载力的计算方法与试验结果,发现BECQUE等提出的DSM公式与AISI中的畸变屈曲DSM公式均不能准确地预测卷边C形截面不锈钢构件的畸变屈曲承载力。最后,在大量有限元分析的基础上提出了轴心受压卷边C形截面不锈钢柱畸变屈曲承载力计算公式,并采用现有的试验结果验证了该公式的准确性。     

纤维增强钢筋混凝土T形柱框架边节点抗震性能试验研究

T形柱框架边节点的核心区截面薄弱,是异形柱结构的抗震薄弱部位。为改善节点抗震性能,提出一种T形柱框架边节点区及相邻梁端一定范围内采用聚丙烯纤维混凝土替代普通混凝土的增强方法。通过梁端反复荷载作用下4个纤维增强范围不同的T形柱框架边节点试件的试验结果,对比试件滞回特性、承载能力和变形能力、延性和耗能能力、刚度退化、残余变形等抗震性能指标,确定最佳的纤维增强范围,提出纤维增强T形柱框架边节点受剪承载力的设计计算方法。对比分析结果表明,纤维增强T形柱框架边节点破坏程度减轻,承载能力和变形能力、耗能能力增强,刚度退化和残余变形减小,纤维最佳掺入范围是节点核心区至邻近1倍梁高范围。考虑纤维增强作用,提出T形柱框架边节点受剪承载力的计算模型并与节点受剪承载力试验值进行对比验证,结果表明模型计算式形式简单,用于结构设计具有足够的安全性。     

X形配筋增强高强钢筋异形柱边节点抗震性能试验研究

通过对核心区应用X形配筋增强的高强钢筋异形柱边节点和同等条件下未被增强的高强钢筋异形柱边节点进行拟静力试验研究,对比分析异形柱边节点的破坏特征、滞回曲线、承载能力、位移及延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标。研究结果表明,配置HRB500高强钢筋异形柱边节点比配置600MPa级的边节点承载能低,但滞回性能好,变形能力强,刚度退化推迟,耗能能力强;在核心区加入X形配筋,均可以改善高强钢筋异形柱边节点的破坏特征,使边节点抗剪能力、变形能力、耗能能力增强,刚度退化推迟,提高异形柱边节点抗震性能,配置HRB500高强钢筋的试件核心区应用X形配筋加强后抗震性能提高效果更好。     

卷边翼缘工形截面梁的稳定性能及设计方法

基于大挠度弹塑性板壳有限元分析方法,系统地研究了卷边工形梁在两端等弯矩作用下的失稳机理与稳定承载力,揭示了卷边工形截面构件的局部屈曲、畸变屈曲、整体侧向失稳以及它们之间的相互作用。系统地分析了截面宽高比、腹板高厚比、翼缘宽厚比、长细比等构件参数对侧向稳定承载力的影响,并基于大量的数值计算数据给出了卷边工形梁在两端等弯矩作用下的稳定承载力设计公式,可为规范修订以及工程设计提供依据。     

高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压柱畸变屈曲试验研究

本文对550MPa高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件畸变屈曲性能进行了试验研究,17根试件的试验结果表明:由于试件局部屈曲一般发生在畸变屈曲之前,促使畸变屈曲提前出现,这种相关作用减弱了构件整体刚度,降低了构件承载力;澳洲规范AS/NZS 4600:1996及北美规范NAS 2004中关于发生畸变屈曲构件承载力的计算方法没有考虑局部屈曲和畸变屈曲相关作用的不利影响。依据试验结果本文提出了一种修正直接强度法的建议计算方法,该法计算结果与试验结果较为接近且偏安全。     

高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面偏压构件试验研究及承载力分析

进行了48根屈服强度550MPa高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面偏心受压构件试验,考虑了不同截面形式、厚度、长细比和荷载偏心方式的影响,研究了这类偏心受压构件的破坏模式、承载力影响因素以及构件承载力计算方法。结果表明：高强冷弯薄壁型钢偏压构件由于材料强度高,截面宽厚比较大,局部屈曲和畸变屈曲的影响较大,我国规范仅考虑了局部屈曲的影响而没有全面考虑畸变屈曲的影响,这使得部分发生畸变屈曲的试件计算结果偏于不安全,但又对不发生畸变屈曲的长细比较大的构件偏于保守。最后,在试验和现有规范方法比较分析的基础上,提出了一种适用于高强冷弯薄壁型钢偏压构件极限承载力的建议计算方法。该建议方法计算所得结果与试验结果吻合较好,且安全可靠,可供设计参考。     

含面内转角自由度的四结点四边形单元

利用十二结点等参数单元的形函数，推导含转角自由度的四结点四边形膜元的单元刚度矩阵，该单元能直接与每个结点具有六个自由度的空间梁柱单元相联结，能有效地解决工程实际问题。     

复杂区域四边形网格生成的基本模板法

基于等参映射,提出了生成全四边形网格的基本模板法,该方法将物理空间的简单区域映射至数学面上划分,利用数学面上的基本模板生成单元,能够非常有效地实现网格的疏密过渡,能处理复杂的介质区域,能生成节理单元     

节理岩体自适应有限无分析方法及其工程应用

基于Ｇｏｏｄｍａｎ节理单元的应力精度分析,本文提出了一种将节理视为内部应力边界的节理岩体自适应有限元分析方法,并且使用四边形单元和网格再生成法,实现了承受压剪作用的单一裂纹试件和一边坡工程问题的网格加密型（ｈ型）自适应分析。     

用于细长连梁有限元分析的梁式壳元研究

采用解析试函数单元构造方法构造了一种用于细长连粱有限元分析的梁式壳元.该单元直接在直角坐标系内建立,单元位移试函数的基函数采用弹性力学平面问题解析解并考虑了细长连梁的变形模式,在单元之间采用广义协调理论.采用该方法构造的梁式壳元具备高阶位移场描述能力,单元列式简单,对细长矩形网格畸变不敏感,符合高性能壳元的要求.算例表明:该单元具有较高的计算精度,解决了细长连梁有限元分析模型这个待解决的工程问题.     

ETFE气枕力学性能试验研究及有限元分析

对1个乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)气枕足尺模型进行形态测试、加载测试及自振测试,研究了气枕的静力性能和动力特性.建立了ETFE气枕有限元模型,进行了形态、荷载及模态分析,验证了有限元分析方法的有效性.结果表明:气枕内压对外荷载较为敏感,荷载作用下内压变化幅度随初始内压增加而非线性减小;作用于气枕中部或单侧的荷载较对称荷载会引起更大的变形和内压变化;相同荷载作用下,气枕变形随初始内压增加而非线性减小;在试验内压范围内,测试气枕的基本自振频率位于6 ～ 10 Hz之间,前两阶自振频率间隔较大,2～5阶自振频率分布更为密集,气枕各阶频率均随初始内压升高而非线性增加;在低阶模态中,气枕上、下层膜面呈对称振动;ETFE气枕为低阻尼结构,各阶模态阻尼比随初始内压增加而减小;形态、荷载及模态分析的有限元结果均与试验结果吻合良好,验证了共同作用有限元模型在ETFE气枕静、动力分析中的准确性和适用性.     

剪力墙结构有限元分析

简述了剪力墙结构研究的现状,针对目前数值分析中单元选取的不便之处,通过理论研究,构造出一种适合短肢剪力墙有限元分析的新的单元,通过数值分析模拟和理论分析计算,发现该单元具有较高的计算精度和速度,应用价值较高。     

无剪切闭锁的厚薄通用板单元

基于广义协调理论构建了一个具有12个自由度的四边形厚薄板通用单元,利用虚位移原理,将Winkler弹性地基的转动支承作用引入单元刚度矩阵,得到考虑地基转动支撑作用的板单元。算例表明,由于考虑了转动支承作用,所构建的板单元精度高,收敛性好,无剪切闭锁,具有厚薄板通用性。     

基于纤维单元的预应力预制混凝土剪力墙抗侧性能数值分析

为研究预应力预制混凝土剪力墙的抗侧性能，在试验研究的基础上，提出并建立了基于纤维单元的非线性有限元分析模型。该模型在常规柔度法纤维梁柱单元模型的基础上，对单元塑性区积分法加以改进，提出了更加适用于混凝土结构的积分方法。为考虑墙底钢筋与混凝土的黏结滑移及剪切变形，引入两个零长度单元，提出了零长度单元的构建和参数取值建议。该分析模型对试验中虽未观察到，但可能发生的失效模式（如预应力筋失效等）给予考虑，对试件墙片水平荷载-位移滞回特征、预应力筋应力、墙角接缝张开、残余变形指标等进行模拟并与试验结果进行比较，结果表明两者较为吻合，验证了该分析模型的合理性和有效性。     

混凝土非线性有限元分析中的网格尺寸效应

对混凝土结构进行非线性有限元分析时,存在网格尺寸效应.通过对简支梁划分不同网格尺寸进行分析,讨论了单元尺寸大小对荷载-位移关系及极限荷载等计算结果的影响,提出了把极限拉应变作为网格尺寸的函数,以保证混凝土开裂单位面积吸收的能量唯一,从而有效地消除混凝土非线性有限元分析中的网格尺寸效应.     

曲线箱梁非线性有限元研究

根据曲线箱梁有机玻璃模型试验截面尺寸建立有限元分析模型,通过ANSYS对此模型进行三维非线性有限元分析,指出其结果与非线性理论研究结果以及试验结果较吻合,且能满足工程精度要求,并列出了相应的截面应力对比图表。