柱顶轴力不等的柱列支撑设计方法

目的 研究柱顶不等轴力的比例变化对柱中水平撑杆受力的影响,确定用于设计的柱顶轴力不等的柱中支撑力计算公式.方法 采用蒙特卡罗方法,考虑实际工程中柱子和水平撑杆初始几何缺陷的随机组合,应用有限元程序ANSYS对柱顶受不等轴力的柱列支撑体系进行大量的仿真分析,并对数值计算结果进行概率统计.结果 随着不等轴力比例的增大,柱中水平撑杆受力有减小的趋势;柱子和水平撑杆初始几何缺陷的随机组合作用导致柱中水平撑杆受压或拉力的随机性,降低了支撑力;柱顶轴力不等的柱中支撑力比根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)算得的支撑力小42％以上.结论 当柱顶轴力不等时,采用《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中柱列支撑设计公式计算柱中支撑力过于保守,给出了柱顶轴力不等的柱中水平支撑力的设计公式.     

水电站大起重量厂房排架柱内力计算

水电站厂房具有跨度大、层高较高、吊车起重量大、计算工况多以及内力产生的结构变形比一般工业厂房大等特点.以某水电站厂房作为研究对象,为对厂房排架柱内力展开计算,分析了排架柱结构形式及其特征,以控制变形作为其结构设计的关键因素,并根据结构的选型与布置、构造以及构件的刚度比综合确定其计算简图.采用PK程序对风荷载、最大起重力、最大刹车力作用下的排架柱内力进行了计算,并采用空间杆系分析方法TAT为结构变形进行补充计算,计算结果反映了排架柱的实际受力情况,能够作为绘制施工图的设计依据.     

悬链线形变幅杆的理论研究和有限元分析

根据一维变截面杆纵向振动的波动方程,推导了悬链线形变幅杆的等效电路,由等效电路得出了其纵向振动的频率方程。利用有限元软件ANSYS对一组悬链线变幅杆进行谐响应分析和模态分析,得到了位移-频率曲线和共振频率;结果表明,模态分析值与理论值吻合很好。这对悬链线形变幅杆的实际应用具有一定的参考意义。     

预应力梁张拉过程对柱内力影响的分析与监测

为研究框架结构柱在预应力梁张拉过程中的内力情况,在已有的框架柱的次内力研究的基础上,通过对某预应力工程框架柱的计算和监测,对框架柱在张拉过程中的次内力变化规律进行了分析.分析结果表明,梁的轴向压缩在柱中引起的第三弯矩较大,在设计中不能忽略,对比监测数据和数值模拟结果可知:预应力梁的张拉使柱顶的内侧和柱底的外侧受拉,使柱顶的外侧和柱底的内侧受压,应力与张拉荷载基本呈线性关系.研究成果可为类似工程的设计与施工提供参考,为相关规范的编制提供可靠数据.     

柱顶无侧移的单阶柱计算长度系数

推导了适用于双跨和多跨单层厂房框架的柱顶无侧移单阶柱的屈曲方程,从而得到上段柱和下段柱的计算长度系数。除列出了μ_2值的数表外,为便于应用,还给出了单阶柱下段计算长度系数的实用计算公式。     

部分包裹混凝土复合柱的轴心受压性能

通过9个部分包裹混凝土组合短柱轴心受压性能的试验,对这种组合短柱的破坏模式和影响其极限承载力的因素进行了研究.试验设计分别考虑了含钢率、钢系杆间距对构件性能的影响.试件截面尺寸为200 mm×200 mm,长度均为800 mm,钢系杆直径取为10 mm.研究结果表明,这种组合短柱的破坏模式是翼缘局部屈曲,混凝土被压碎.横向系杆的设置加强了对混凝土的约束,系杆间距越小越能提高柱子的延性,但是在达到极限荷载之前,系杆应力并未达到屈服.基于试验研究结果,建立了轴压短柱承载力计算公式,可以用来预估组合柱的极限承载力.     

纵向冲击下弹簧连接的压电层合杆波动分析

为保证压电振子在复杂的环境下能进行安全工作,需对压电振子受纵向冲击时的波动问题进行研究.建立了末端连接有弹簧的压电层合杆受刚性球纵向冲击时的模型,考虑力电耦合作用,得到了压电层合杆的纵向波动方程,用拉氏变换的方法并通过引用拉盖尔函数对方程进行了求解,得到了杆内位移和电势的解析解.讨论了拉氏逆变换时所用求解方法的优越性,以及电势波的传播特性和电势的分布规律;分析了压电层和弹性层的厚度比对波速的影响,以及应变波沿杆传播的特性.结果表明:引用函数的方法优于传统方法对波动方程的求解;应变波沿杆的传播特性使波前处应变发生突变,后逐渐恢复.     

基坑工程装配式钢管混凝土内支撑体系设计方法

为了解决常用基坑内支撑刚度不足、拆装不便等问题,针对明挖地铁车站基坑工程特点提出装配式钢管混凝土内支撑体系,包括标准直撑、短接直撑及连接节点等。根据该支撑体系受力和结构特点,推导了各组成部分的内力计算公式;依据钢管混凝土规范和压杆稳定欧拉公式,建立了钢管混凝土支撑、围檩等部件的承载力计算方法;通过混凝土材料的配合比设计及工作、物理、力学性能检测试验,配制出了具有轻质、微膨胀和自密实性能的CL50高强混凝土作为钢管混凝土内支撑的填充材料;以北京地铁某车站基坑工程设计资料为依据,对其标准段进行了详细的支撑体系设计,并对基坑变形、稳定性和支撑受力进行了验算。研究结果表明：所提出的内支撑体系设计计算方法合理可靠,所设计的装配式钢管混凝土内支撑体系能满足该基坑工程内支撑体系受力和基坑稳定的要求。     

变电构架柱螺栓连接柱顶节点优化分析

以某500 kV变电站28 m焊接构架柱的设计条件为依据,通过螺栓构架柱和焊接构架柱的对比分析,得出螺栓构架柱可以取代焊接构架柱运用于输变电工程中;通过对螺栓构架柱柱顶各构件包括盖板、顶板和竖板厚度以及螺栓型号、螺栓布置等因素对构架柱整体刚度和强度的影响研究,得到了各因素具体影响程度的差别,为螺栓连接的新型构架柱设计和优化提供了理论依据.     

连续压杆稳定性初参数法的研究

利用杆件弯曲时曲率的近似微分方程,应用4阶微分方程的通解,提供了确定欧拉力的另一种方法。利用初参数法求解压杆稳定性的问题,与传统的能量法和利用平衡微分方程的直接积分法相类似,具有一定通用性和规范性。无论结构的繁易程度均可以取得较满意的答案。特别对于较复杂的杆系结构的稳定性问题效果尤其明显,丰富了压杆稳定性研究的内容。同时运用试解法求得了超越方程,避免了复杂的数学计算过程。讨论了三跨梁的压杆稳定性问题,并列举了几种特例加以分析,对定性判断压杆的承载能力有一定的帮助。     

双肢组合截面轴心受压柱柔性支撑系统

为了研究由撑杆和连杆组成的柔性支撑系统,提出了简化的支撑系统设计方法,并给出了连杆设计流程图.考虑轴心受压柱和撑杆初始几何缺陷的影响,用解析法推导了支撑力和支撑刚度的计算方法.由于支撑作用在两肢立柱间连杆,引起支撑刚度减小,使得需要的支撑力增大.立柱抵抗失稳刚度增大或者撑杆长细比增大时,支撑作用于连杆时所需支撑力比直接作用于立柱时的增幅增大.结合实际工程,利用本文提出的设计方法得到的柔性支撑系统设计方案比原工程设计方案更为经济合理.     

压杆侧向支撑设计的统一方法

本文研究压杆的两种侧向支撑体系的设计问题,一种是独立支撑体系,另一种是撑梁体系。考虑了各种初曲的不利影响,对各种支撑情况都给出了支撑的统一设计公式,这些公式综合了强度和刚度两方面的要求,可用于设计完全和不完全的侧向支撑。     

配置HRB600E高强钢筋的混凝土柱抗震性能试验研究

HRB600E钢筋是一种新型高强度钢筋,为改善矩形柱抗震性能并推广HRB600E级高强钢筋的应用,通过对6个配置HRB600E钢筋的不同轴压比、不同钢筋强度和纵筋配筋率的混凝土矩形柱进行低周往复荷载试验,得到试件的滞回曲线、骨架曲线和纵筋应变曲线。对比分析高强钢筋混凝土柱的破坏特征、滞回特性、骨架曲线、刚度退化等抗震性能指标。研究结果表明：配置HRB600E高强钢筋的混凝土柱的破坏特征与配置普通钢筋的混凝土柱相似;通过减小轴压比或增加钢筋强度均能改善配置HRB600E高强钢筋试件的滞回特性、减缓刚度退化、提高试件的抗震性能;配置高强钢筋的构件与高强混凝土配合使用时受力性能更优。     

锅炉构架平台梁设计的刚度和强度要求

锅炉构架中,平台梁对中间横向框架柱起支撑作用,本文从支撑角度研究平台梁的强度和刚度设计问题,给出了简便实用的设计公式。为保证中间框架压杆的稳定,对构架两端部横向框架交叉支撑体系也提出了附加的强度要求。     

带预应力约束拉杆R-CFT短柱轴压性能试验研究

为了解约束拉杆预拉力对矩形钢管混凝土短柱受力性能的影响,进行了3个带预应力约束拉杆短柱轴压试验和另外2个对比试验,对比试验试件中1个不带约束拉杆,1个带普通约束拉杆。预应力约束拉杆和普通约束拉杆均由M20高强度螺栓组成,作为普通约束拉杆的高强度螺栓,在构件受轴向压力前与钢管壁焊接成一体;作为预应力约束拉杆的高强度螺栓,在构件受轴向压力前通过扭紧螺帽产生预拉力,然后与钢管壁焊接成一体,由拉杆预拉力对钢管壁和核心混凝土进行预压。试验结果表明,设置约束拉杆后,构件的承载力提高,轴向变形能力增强;与普通约束拉杆相比,预应力约束拉杆能减小构件最大荷载时的变形,但对构件承载能力和后期变形能力影响不大;减小预应力约束拉杆的横向间距,可有效减小构件最大荷载时的轴向变形,提高构件前期刚度,但对构件承载力影响不明显;在截面宽度和拉杆数量不变的情况下,随着截面长宽比的增加,构件后期变形能力减小。     

圆形截面高强混凝土柱抗震性能试验研究

目的研究圆截面高强混凝土柱的抗震性能和破坏机理，以提高建筑结构的抗震性能．方法通过6根配有强度等级为1420MPa的预应力钢棒作箍筋及纵筋、混凝土强度等级分别为C90和C60的高强混凝土圆截面柱，在低周反复荷载下的模型试验，研究了轴压比、箍筋（包括含箍特征值、箍筋间距、箍筋种类）、纵筋和混凝土强度等级等参数对抗震性能的影响．结果试验明确了C90和C60高强混凝土圆截面柱的破坏机理．通过对配置的PC钢棒作箍筋和部分作纵向受力筋的高强混凝土柱的位移延性比与轴压比和含箍特征值关系的经验计算公式的计算，并与实测值相比较，二者吻合良好．结论试验证明，配置PC钢棒作箍筋和部分作纵筋可明显改善高强混凝土圆截面柱的延性性能和抗震能力．     

预制拼装混凝土桥梁连接钢筋粘结锚固性能

为分析预制拼装混凝土桥梁连接钢筋与混凝土之间的粘结锚固性能,以钢筋直径、混凝土强度、锚固长度为试验参数,制作了22个钢筋混凝土拉拔试件进行试验研究,并建立相应的钢筋混凝土粘结界面有限元模型,分析各参数对试件承载力与粘结强度的影响.基于试验数据和有限元结果,拟合并推导了预制拼装混凝土桥梁连接钢筋的粘结强度计算公式,对比分...     

锈蚀RC框架柱性能劣化的模拟与评估

为研究钢筋的不均匀锈蚀对RC框架柱性能的影响.推导了钢筋锈蚀过程中混凝土裂缝扩展规律以及锈蚀产物沿钢筋环向的分布规律,建立了基于表观裂缝宽度的纵筋锈蚀程度评估模型.通过引入锈蚀影响系数提出了考虑不均匀锈蚀分布的锈蚀纵筋等效强度模型.基于已有试验结果分析了纵筋锈蚀和箍筋锈蚀的关系,建立了箍筋和纵筋锈蚀程度的关联模型.基于...     

装配式建筑中预制混凝土管柱的研究与展望

为了解HRB600级钢筋预制管高强混凝土柱的偏心受压力学性能,进行3根截面尺寸为600 mm×600 mm的HRB600级钢筋预制管高强混凝土柱大偏压试验.分析预制管混凝土强度、有无钢纤维等设计变化参数对HRB600级钢筋预制管高强混凝土柱大偏压性能的影响规律,并与HRB600级钢筋高强混凝土偏心受压柱进行比较.研究结果表明,HRB600级钢筋预制管高强混凝土柱的破坏特征、荷载-挠度曲线、钢筋应变发展规律与HRB600级钢筋高强混凝土柱基本一致;提高预制管混凝土强度可提高柱的承载力;加入钢纤维不仅可提高柱的承载力,还可改善延性;与现浇混凝土柱相比,光滑结合面的预制管混凝土柱整体工作性能稍差,前期刚度退化较快,承载力较低;对于HRB600级钢筋预制管高强混凝土柱,可采用叠加的方法计算其偏心受压承载力.

     

多跨系杆拱桥极限承载力影响因素

为求得多跨系杆拱桥的稳定系数和安全储备,建立了多跨系杆拱桥的空间有限元模型.通过特征值屈曲分析,得到了成桥状态各工况的稳定系数,并分析了横撑刚度和数量对稳定系数的影响.考虑材料非线性和几何非线性的极限承载力分析,得到了成桥状态的活载稳定系数和恒载稳定系数,并分析了风荷载、温度作用、荷载布置和初始缺陷对稳定系数的影响.分析结果表明,特征值屈曲分析可以提供结构极限承载力的合理估计,横撑刚度对结构稳定系数的影响较横撑数量的影响要大;极限承载力分析过程中主拱四分点部位和跨中部位首先进入塑性状态,静风荷载对结构稳定系数的影响较温度作用和初始缺陷的影响要大.