双轴对称实腹式压弯钢构件截面的等效轴心受压荷载设计法

钢结构中的压弯构件应用最广,但由于其受力复杂,要考虑诸多因素,因而以往设计时常根据构造要求或经验试选截面尺寸,然后进行稳定、强度等各项验算;当验算不满足设计要求时,需修正截面,重新计算,直到满足为止.因此,合适截面的选定通常不能一次完成.本文对钢结构工程中广泛应用的图1所示双轴对称实腹式压弯构件截面,给出了采用等效轴心受压荷载[1],按轴心受压构件进行设计的方法,可避免反复修正.该设计方法概念明确,只需要很少的公式和表格,比文献[2]和文献[3]介绍的设计方法更为简便实用,且可推广用于双向压弯构件截面的设计.     

焊接组合工字形截面轴心受压构件的快捷设计

对于焊接组合工字形截面轴心受压构件，根据等稳原则，结合局部稳定、刚度条件和施工构造要求，推导出构件轴压力与其长细比之间的关系表达式，从而快捷得到轴心受压构件的最佳长细比。最后根据局部稳定的要求得到相应的截面参数，截面设计准确、简捷。     

双角钢压弯构件■形截面的等效轴压构件设计法

本文给出采用等效轴心受压荷载,按轴心受压构件设计双角钢压弯构件(?)形截面的简便实用方法,应用该法可避免反复试算,且初选截面一般即为既安全适用又经济合理的较优截面。     

轴心受压构件高温稳定系数研究

在钢结构耐火设计中,关于轴心受压构件的高温稳定系数有不同的计算方法。本文根据4种不同长细比的轴心受压钢构件的高温试验结果,对比研究了3种不同计算方法的计算精度及实际应用性。结果表明,当构件长细比大于68时,用钢构件常温下的整体稳定系数代替构件在高温下的整体稳定系数计算轴心受压构件极限承载力的方法最简单且计算精度较高,具有实际应用意义。对于长细比较小的构件(<68),取φT=φ则偏大,在实际应用中需要修正。研究结论简化了钢结构耐火设计流程,有效提高了工作效率。     

钢结构轴心受压截面设计方法探讨

在钢结构轴心受压构件截面设计中 ,由于涉及到的未知量太多 ,截面设计时往往是根据已有工程经验进行初选或采用试算法 ,步骤繁杂 ,且须经多次调整后 ,才能得到较合理的尺寸。为了解决这一问题 ,使设计更方便 ,本文试从对轴心受压构件两个方向等稳定的角度出发 ,依据局部稳定的条件 ,推导出轴心受压工字形焊接组合截面的计算公式 ,从直接计算长细比λ入手 ,进行截面选择。利用本文公式进行截面选择 ,可一次完成 ,计算工作量较小。1　应用的公式　　如图 1所示为一焊接组合工字形截面。依《钢结构设计规范》(GBJ17-88) ,轴心受压构件须满足…     

铝合金圆管轴心受压构件稳定系数的试验研究

针对网格结构的发展方兴未艾、极具活力 ,而铝合金圆管型截面构件在网格结构中的应用又日渐广泛的特点 ,通过对目前研究较少的细长 (长细比λ =6 9.4～ 194 .3)铝合金圆管型截面轴心受压构件稳定性的试验研究 ,得到构件的极限稳定承载力 ,应用最小二乘法原理拟合出构件的λ - φ曲线及相应的计算公式 .经与几种常见公式的计算结果对比 ,该公式的计算结果与试验结果吻合较其它公式的计算结果好 ,离散性小 ,所以构件的λ - φ曲线及相应的计算公式可以用于铝合金圆管型截面轴心受压构件的设计中 .     

各国规范轴心受压构件相关稳定设计方法对比分析

钢结构轴心受压构件在板件宽厚比超过一定范围时会发生整体局部相关失稳。介绍美国、欧洲、中国和英国4种钢结构设计规范中关于轴心受压构件相关稳定的设计方法,并以焊接工字型截面轴心受压构件为例对各种规范的设计方法进行对比分析。美国钢结构设计规范通过引入屈曲折减系数Q对强度进行折减的方法考虑板件局部屈曲的影响,欧洲和英国钢结构设计规范均采用有效截面面积考虑板件的局部屈曲,并对构件长细比进行一定程度的折减。我国钢结构设计规范对于轴心受压构件相关稳定的设计方法仍需进一步研究和完善。     

钢构件稳定性检测方法研究

对轴心受压钢构件进行了稳定性检测方法研究。通过一系列的公式推导得出了不同截面形式的轴心受压钢构件的荷载与位移关系,从实测构件的位移出发,来判断结构的稳定性状态。     

冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件承载力计算的折减强度法

为了研究冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件的极限承载力,对15根轴心受压的冷弯薄壁卷边槽钢进行了破坏性试验,并采用有限元分析方法对试件进行模拟分析,有限元计算结果与试验结果吻合良好,验证了有限元方法的有效性,然后对典型截面构件进行大量的有限元参数分析。研究结果表明：冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件的极限承载力随着构件翼缘宽厚比、腹板高厚比、长细比以及钢材强度的增大而减小。通过参数分析得到了考虑局部屈曲、整体屈曲和畸变屈曲影响的构件屈服强度折减系数,提出了冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件承载力计算的折减强度法及其相应计算公式,且通过试验验证了本文折减强度法计算卷边槽钢轴心受压构件极限承载力的适用性。     

双角钢压弯构件┓┏形截面的等效轴压构件设计法

本文给出了采用等效轴心受压荷载，按轴心受压件设计双角钢压弯构件┓┏形截面的简便实用方法，应用该法可避免反复试验，且初选截面一般即为既安全适用又经济合理的较优截面。     

工字型铝合金轴心受压构件中美设计规范对比

对比GB50429-2007《铝合金结构设计规范》、DGJ08-95-2001《铝合金格构结构技术规程》（试行）、美国铝合金设计规范中6061-T6工字型铝合金构件的整体稳定系数,求出了铝合金板材不同宽厚比下弹性屈曲允许应力,得到了铝合金构件不同长细比与宽厚比之间的关系.工程设计中应综合考虑整体稳定、局部稳定及局部屈曲的影响,以确定最合理的截面形式.     

竹皮轴压箱形构件整体稳定性能试验研究

基于114个竹皮箱形截面柱进行了轴心受压试验,研究了0.35 mm与0.5 mm两种厚度规格竹皮制作的等边箱形截面柱在不同宽厚比下的整体稳定性能。基于试验结果,分析了竹皮箱形截面柱的失稳破坏形态和整体稳定系数。试验结果表明,箱形截面构件在受荷时同时存在局部失稳与整体弯曲失稳,其中,长细比小于临界长细比的构件在受压时以局部失稳为主,长细比大于临界长细比的构件以整体失稳为主。通过对试验数据分析拟合,计算了两种规格竹皮各3种宽厚比箱形截面构件的临界长细比值,提出了竹皮轴压箱形构件柱子曲线与承载力设计方法,为学生在结构设计竞赛中进行构件截面设计提供科学的理论依据和计算公式。     

带端板的钢管混凝土轴向局压力学性能的试验

钢管混凝土的端板对钢管混凝土局压力学性能产生一定的影响,变换端板厚度对圆截面与方截面钢管混凝土轴向局压进行试验研究,同时考察截面形状与局压面积比的影响。试验结果表明,随着端板刚度的增加,钢管混凝土的局压力学性能越来越接近全截面受压的情况,截面形状和局压面积比的不同会使端板刚度的影响规律产生差异。采用有限元法计算钢管混凝土的局压承载力获得了较好的计算效果,为进一步的机理分析提供了一条有效的途径。     

冷弯箱形组合截面长细比的计算

根据AISIS100-2007规范D1.2对由2种截面组成的受压构件(其屈曲模式与连接处剪力大小有关)的有关规定,其抗压承载力必然降低,应用修正长细比(KL/r)m替代原长细比KL/r。修正长细比考虑了连接焊缝间距及组件最小回转半径的影响。基于D1.2截面规定,必须确定焊接箱形组合构件承载力的降低程度。进行了48组试验,研究不同焊缝间距下(100～900mm),刚性及柔性端约束时,由2个C形截面组成的箱形截面受压构件的性能。试件长度为900mm,截面尺寸为100mm×100mm。其中24个试件厚度为1.5mm,其余试件厚度均为2.0mm。试验表明:除焊缝间距为900mm及柔性端约束条件下,极限抗压承载力总体上都没有降低,AISIS100-2007中考虑的极限承载力降低不适用于这些杆件。     

Ultimate capacity of battened columns composed of four equal slender angles

Cold-formed steel structural members play a great role in modern steel structures due to their high strength and light weight. The behavior and strength of battened column members composed of slender angle sections are mainly governed by local buckling of angle legs or torsional buckling of the angle between batten plates. Moreover, local buckling depends on the interaction between the width–thickness ratio of angle leg, overall slenderness ratio of angle between batten plates and overall slenderness of column. Theoretical study has been carried out by a nonlinear material and geometrical finite element model. Numerous cases of slender battened column sections having different width–thickness angle leg ratios, overall slenderness ratios between batten plates and overall slenderness ratios are chosen in this study. Complete ultimate strength curves are drawn and different failure modes are studied by taking different member lengths, which produce local or torsional buckling of single angles between batten plates or overall buckling of the member. Empirical equations for the effect of shear deformation factor and the ultimate axial load capacities of members formed of battened slender angle sections are proposed. Strengths of axially loaded battened members predicted using finite element as well as the proposed empirical equations is compared with the design strengths obtained using North American and European codes. It is concluded that the design strengths predicted by North American and European codes are generally conservative, and these design rules have been shown to be reliable using reliability analysis.     

单角钢压杆的屈曲及稳定计算

在钢结构工程中经常采用等边或不等边单角钢作为轴心受压构件,现行钢结构设计规范(GB50017—2002)提供了等边单角钢压杆的截面类别及稳定计算方法,但对不等边单角钢压杆的规定相对粗糙。本文根据弹性稳定理论和角钢截面特征规律,推导了等边及不等边单角钢轴心受压构件的屈曲条件和长细比简化计算方法,并给出了稳定设计方法。扭转屈曲换算长细比仅与角钢肢宽与肢厚的比值有关,这使得弯扭屈曲换算长细比的计算也进一步简化。经过验证,该方法简单实用,可供工程设计参考。     

Behaviour of fire-exposed concrete-filled steel tubular beam columns repaired with CFRP wraps

This paper presents the test results of fire-exposed concrete-filled steel tubular (CFST) beam columns repaired by unidirectional carbon fibre reinforced polymer (CFRP) composites. Both circular and square specimens were tested to investigate the repair effects of CFRP composites on them. The test results showed that the load-bearing capacity of the fire-exposed CFST beam columns was enhanced by the CFRP jackets to some extent, while the influence of CFRP repair on stiffness was not apparent. The strength enhancement from CFRP confinement decreased with the increasing of eccentricity or slenderness ratio. Ductility enhancement was also observed except those axially loaded shorter specimens with rupture of CFRP jackets at the mid-height, occurred near the peak loads. However, the strengths of all repaired specimens have not been fully restored due to the long exposure time of them in fire. From the test results, it is recommended that, in repairing severely fire-damaged CFST members, slender members or those members subjected to comparatively large bending moments, other appropriate repair measures should be taken.     

双向偏压钢筋混凝土异形构件截面分析的简化方法

为便于双向偏压作用下异形钢筋混凝土构件截面分析,本文提出了新的简便可行的截面积分方法。该方法将截面混凝土划分成若干三角块,用高斯积分法求每个三角块的刚度,之后所有三角块刚度求和得到截面混凝土的刚度。用该方法对异形(L、T、十形)截面进行了极限承载力分析,分析结果与试验数据吻合很好。还分析了荷载角、轴压比、配筋率和混凝土强度等因素对双向偏压作用下的L形截面承载力的影响。     

Experimental investigation on built-up columns

This study presents a direct experimental verification of the AISC-LRFD slenderness ratio formulas for built-up compression members. Comparisons of slenderness ratios as specified in various design codes including the AISC-ASD, the AISC-LRFD, the AS-4100 and the CSA S16-01, are also provided. Test results concluded from this study show that the 1999 LRFD formulas generally result in conservative design strengths. However, the 2005 LRFD yields slightly higher strength due to the use of a higher resistance factor of 0.9 instead of 0.85. The design strengths determined based on the slenderness ratio formulas of the Australian Code (AS-4100) are even more conservative. For back-to-back snug-tight bolted sections, the Canadian Code (CSA S16-01) gives virtually the same design outcome as the LRFD. While for back-to-back welded sections, the CSA S16-01 tends to yield a less conservative design.     

圆管截面两铰圆弧纯压拱的平面外稳定性及设计方法

拱的平面外稳定极限承载力设计一直没有成熟的设计方法及规范指导。通过分析两铰圆管截面圆弧钢拱的平面外弹性屈曲性能,指出Timoshenko未考虑翘曲的经典解与有限元分析结果吻合很好。在弹塑性平面外稳定性分析的基础上,借鉴单轴对称截面轴心受压构件的弯扭屈曲设计方法,提出以面外屈曲荷载对应的正则化长细比为参数进行面外稳定性设计的方法。借鉴我国GB 50017—2003《钢结构设计规范》中柱子曲线的表达式,建立纯压两铰圆管截面圆弧拱稳定承载力的实用计算公式及设计曲线。