钢梁稳定性再研究:中国规范的演化及其存在问题(Ⅰ)

首先简单阐述了我国钢梁稳定系数在我国不同时期各个版本的《钢结构设计规范》中的发展演变。分析发现,GB 50017-2003《钢结构设计规范》中的钢梁稳定系数存在如下问题:1)强度计算演化为基于截面的承载力而稳定系数的定义仍然停留在TJ17-74《钢结构设计规范》中的基于边缘纤维应力的定义;2)隐含了塑性开展系数1.1,该系数大于强度计算的系数1.05,且导致了对翼缘宽厚比为13~15的钢梁也利用了塑性开展系数;3)钢梁稳定系数取平均值却未像TJ17-74在压杆稳定系数中引入附加安全系数;4)未区分焊接梁和轧制梁,对焊接梁更为不安全。     

钢梁稳定性再研究:中国规范的演化及其存在问题(Ⅰ)

首先简单阐述了我国钢梁稳定系数在我国不同时期各个版本的《钢结构设计规范》中的发展演变。分析发现,GB 50017-2003《钢结构设计规范》中的钢梁稳定系数存在如下问题:1)强度计算演化为基于截面的承载力而稳定系数的定义仍然停留在TJ17-74《钢结构设计规范》中的基于边缘纤维应力的定义;2)隐含了塑性开展系数1.1,该系数大于强度计算的系数1.05,且导致了对翼缘宽厚比为13~15的钢梁也利用了塑性开展系数;3)钢梁稳定系数取平均值却未像TJ17-74在压杆稳定系数中引入附加安全系数;4)未区分焊接梁和轧制梁,对焊接梁更为不安全。     

钢梁稳定性再研究:国内近年的研究成果和建议(Ⅳ)

简要介绍我国近年来对钢梁稳定性的研究成果,总结钢梁稳定性的一般规律,提出设计公式中应考虑可靠指标的要求,最后得出钢梁稳定系数公式建议,并与GB 50017—2014《钢结构设计规范》报批稿进行对比。     

钢梁稳定性再研究:国际上的试验研究和理论分析(2)

介绍国际上对钢梁进行试验研究的试验数据以及理论分析,表明如下几个现象和结论:1)焊接梁的稳定系数低于热轧梁;2)焊接梁试验结果的离散性比热轧梁的大;3)早期热轧梁的试件较多,而且为了验证切线模量法,试件的制作和对中比较严格,试验结果偏高;后期随双非线性分析技术和手段的发展,相关试验结果下降;4)初弯曲对稳定系数影响巨大,无法采用残余应力来等效;5)截面的高宽比越大,稳定系数越小;6)荷载形式对稳定系数有不能忽略的影响;7)正则化长细比1.0处的试验结果中,热轧梁稳定系数的下限约为0.6,焊接梁约为0.5。     

区别处理H型钢梁与工字钢梁稳定性条件

热轧H型钢是一种高效经济性型材,具有抗弯性能好、翼缘宽、侧向刚度大等优点。目前国内生产的H型钢有宽翼缘H型钢(HW),中翼缘H型钢(HM),窄翼缘H型钢(NH)和薄壁H型钢(HT)等,但GB50017—2003《钢结构设计规范》在描述保证梁的整体稳定性内容中,有关热轧H型钢的规定直接借用了轧制普通工字钢或三板焊接截面的相关条文,没有体现H型钢良好的截面特性对整体稳定性的贡献。为了使GB50017—2003能够更充分、准确地指导钢结构工程设计应用,区别处理H型钢梁与工字钢梁,了解和掌握适用于国产热轧H型钢的整体稳定控制条件是十分必要的。从梁整体稳定原理出发,依照现行GB 50017—2003提出的计算公式,通过专门的分析程序对H型钢梁整体稳定进行计算,结合重庆大学已经获得的研究工作结果,提出了更适合国产H型钢的整体稳定控制条件,可作为GB 50017—2003修订的依据,也可供工程应用实践参考。     

变截面悬臂钢梁稳定性分析

采用有限元分析软件MARC,对变截面悬臂钢梁进行了非线性屈曲分析,分析了不同约束情况下钢梁的极限承载力,从而为变截面悬臂钢梁的设计奠定理论基础。     

滑坡稳定性可靠度分析

基于对滑坡稳定性影响强烈的岩土性质、计算模式、地下水及荷载等因素的分析,建立滑坡稳定性评价的极限状态方程,通过对岩土参数、地下水及有效重力等敏感因子的求解及分布特征分析;在对泰勒级数对非线性极限状态方程线性化后,结合结构可靠度的理论,运用一次二阶矩的方法,求解了滑坡稳定性可靠度指标β,最后通过开县康家咀滑坡稳定性对比分析,证明了该方法的正确性,提高了滑坡稳定性评价精度.     

边坡稳定性的模糊可靠度分析

边坡工程的稳定性受多种因素的影响,其中一些还是随机性与模糊性等非确定性的因素。本文将统计分析、模糊数学和边坡破坏的可靠度理论结合起来,建立了粘性土坡破坏的随机模糊可靠度分析模型,并导出了相应的计算公式。     

双跨连续钢梁整体稳定性研究

为了便于计算双跨工字型连续钢梁的弹性临界弯矩,基于各种荷载形式下简支钢梁的临界弯矩计算公式,采用ABAQUS有限元分析软件对双轴对称工字型两跨连续钢梁与相应简支钢梁的临界弯矩进行了分析对比,拟合出了双跨连续钢梁临界弯矩的修正系数,得出了双轴对称工字型双跨连续钢梁的临界弯矩计算公式.     

加强上翼缘单轴对称工字型双跨连续钢梁整体稳定性分析

本文利用有限元分析软件ANSYS,建立了加强上翼缘单轴对称工字型双跨连续钢梁的有限元分析模型,针对集中荷载作用下的双跨连续钢梁的整体稳定性,进行了特征值屈曲分析。结果表明:双跨连续钢梁临界荷载值远高于相应简支钢梁的临界荷载值,双跨连续钢梁的整体稳定性受跨中集中荷载比的影响较大。     

加强上翼缘单轴对称工字型双跨连续钢梁整体稳定性分析

利用有限元分析软件ANSYS,建立了加强上翼缘单轴对称工字型双跨连续钢梁的有限元分析模型,针对集中荷载作用下的双跨连续钢梁的整体稳定性,进行了特征值屈曲分析.结果表明:双跨连续钢梁临界荷载值远高于相应简支钢梁的临界荷载值,双跨连续钢梁的整体稳定性受跨中集中荷载比的影响较大.     

攀枝花机场某滑坡稳定性可靠度分析

攀枝花机场喻家坪滑坡滑坡区体积大,一旦遭遇强降雨,滑坡堆积物转化形成泥石流的可能性很大,边坡失稳将造成极大的生命财产损失.本文借助边坡稳定性分析软件Slide5.0,运用Monte-Carlo模拟法,对该滑坡稳定性进行可靠性分析.根据滑坡体的实际情况,在计算工况中考虑自然状态和持续暴雨极限状况两种工况.得出边坡的可靠指标与破坏概率.并比较Monte-Carlo模拟法和极限平衡法在边坡稳定性计算中的差别.可靠性分析能直观的反应滑坡体失效概率大小,为边坡工程支护加固提供可靠参数,进而提出治理建议.     

公路支挡结构稳定性的可靠度分析

在可靠度分析中心点法的基础上,提出基于误差传递理论可靠度计算的一种近似方法,并通过与常用的可靠度分析方法计算结果进行比较分析,验证了该方法的工程实用性和可靠性。计算结果说明,本方法能够为工程设计和管理决策提供快速和科学的参考依据。     

“上”形截面钢梁弯扭联合作用下整体稳定性分析

为对“上”形截面钢梁弯扭联合作用下的整体稳定性进行分析,采用有限元数值计算方法,通过失稳模态考虑构件L/1 000（L为跨径）的几何初始缺陷,对比已有文献试验结果,验证了模拟方法的正确性,在此基础上,对跨中集中荷载和满跨均布荷载作用下的简支“上”形截面钢梁整体稳定性进行分析,通过曲线拟合给出了“上”形截面钢梁整体稳定系数计算公式,分析了荷载偏心距和跨径对稳定承载力及弯扭效应分配的影响。研究结果表明:通过失稳模态考虑构件L/1 000几何缺陷可以准确地计算稳定承载力;“上”形截面钢梁整体稳定系数的取值较国标规范工字梁小,且均布荷载较集中荷载小;“上”形截面钢梁的稳定承载力随着偏心距和跨径的增加逐渐降低,且影响程度也逐渐变小;偏跨比较大时,失稳破坏主要由扭转效应引起,偏跨比较小时,则主要由弯曲效应引起;集中荷载较均布荷载更容易使“上”形截面钢梁失稳;使用《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB 50018—2002）进行“上”形截面钢梁的整体稳定性验算会偏于不安全。     

不同波纹腹板钢梁弹塑性整体稳定性能对比分析

基于有限元分析软件对用钢量相同的折线形、梯形、正弦曲线形波纹腹板钢梁进行了弹塑性非线性分析,同时考虑了几何初始缺陷以及几何非线性和材料非线性,并综合考虑了腹板厚度、钢梁高度、波纹周期等几何参数变化对钢梁弹塑性整体稳定性能的影响。通过非线性屈曲分析,对比分析了3种波纹腹板钢梁的弹塑性整体稳定临界荷载、荷载-侧向位移曲线以及临界荷载时的钢梁上翼缘的应力分布。结果表明,用钢量相同的3种波纹腹板钢梁,折线形波纹腹板钢梁弹塑性整体稳定承载力较梯形和正弦曲线形高。     

工字形截面受弯钢梁负载下焊接加固试验研究

负载下焊接钢加固受弯钢梁的加固方法已在各类建筑结构的加固工程中得到广泛应用。为研究初始负载对焊接加固后钢梁的受力特性的影响,进行加固钢梁的受弯静力试验研究,试验包括3个不同初始负载下焊接加固的钢梁和1个作对比的未加固钢梁,材料类型均为普通碳素钢Q345B级钢。被加固钢梁为工字形双轴对称截面,加固方式为上下翼缘外侧对称贴焊钢板全长加固。钢梁端部约束采用夹支。基于试验结果,研究负载下加固前后钢梁的截面应变应力分布变化,失稳破坏形式和稳定承载力,并对试验结果和规范计算结果进行对比。结果表明:试件焊接加固冷却后,腹板受拉区拉应变和受压区压应变都增大,钢梁跨中挠度增大。加固后钢梁的稳定承载力是受初始负载大小和最终破坏模式影响的,加固后发生整体失稳的试件,初始负载对其稳定承载能力会产生不利的影响。研究为后续的数值参数分析提供重要基础数据,为优化现有设计方法提供参考依据。     

梯度材料薄壁钢梁的热弹性动力稳定性研究

研究剪力作用下梯度材料薄壁钢梁的动力稳定性,分析基于小变形和二阶非线性位移引起的中等旋转。钢梁承受外部轴向动力荷载。模型考虑了热弹性影响,推导了热量传导公式,用于计算钢梁横截面域的温度。采用Galerkin和Bolotin方法,详细地推导出控制方程和动力稳定的区域,以比例的形式评估并阐述了稳定区域,研究非稳定区的纵向振动影响。结果表明,荷载频率接近纵向自振频率的影响最大,并有更广的稳定区域。在分析中,也考虑了温度梯度、剪力弹性、轴向惯量、不同截面和不同梯度材料的影响。     

基于瑞典条分法的滑坡稳定性可靠度分析

以滑坡稳定分析的瑞典条分法为基础,引入可靠性分析方法(JC法),建立了滑坡稳定性分析的可靠度极限状态方程,并推导了塑性极限分析条分法可靠度计算公式,所得的可靠度指标β和失效概率的计算结果具有概率的意义,可以避免安全系数使用过程中的绝对化。     

广州科学城岩质边坡稳定性可靠度分析

边坡稳定性问题是边坡工程最关键的问题,如何研究其稳定性也是岩土工程的重点研究课题。把Monte Carlo法引入边坡稳定性分析和评价中,借助传统的极限平衡理论,建立边坡稳定性分析的极限状态函数。运算过程中采用伪随机数的方法生成服从正态分布的抗剪强度参数随机变量,进而求出边坡安全系数、安全系数的可靠度指标和失效概率。与传统的极限平衡方法相比,可靠性分析可以直观地反映边坡稳定的可靠程度及其失效概率,能为边坡工程支护设计提供更为可靠的参数,同时也能为生产提供指导作用。因此,可靠度分析方法是边坡稳定性评价的有效方法,具有广泛的应用前景。