冷弯薄壁型钢组合楼盖振动性能试验及舒适度研究

为了研究冷弯薄壁型钢组合楼盖的振动性能,对3榀足尺比例的冷弯薄壁型钢组合楼盖开展了静载与动载试验。试验考察不同边界条件、楼盖梁形式、有无抗剪件对冷弯薄壁型钢组合楼盖振动性能的影响。研究结果表明:加强边界条件可以提高组合楼盖的刚度及自振频率,在实际工程的设计及应用时应考虑边界条件的影响;在相同截面高度下,不同截面形式的楼盖梁对组合楼盖的振动性能有一定影响;组合楼盖内部是否设置抗剪件对楼盖的刚度、自振频率与峰值加速度无影响。建议组合楼盖在1kN集中力的作用下最大挠度不大于2mm;在空载状态下,楼盖自振频率不宜小于15Hz;在正常使用阶段,楼盖自振频率不宜小于10Hz,振动强度不宜大于0.015m·s~(-2)。     

薄壁复合箱型梁的弯曲-扭转屈曲分析

对一轴心受压薄壁复合构件的屈曲进行研究。提出一个广义的分析模型,可用于分析轴心受压薄壁复合箱型梁的弯曲、扭转以及弯扭屈曲作用。此模型基于经典层压理论,考虑了任意层压堆积规律,结构的弯曲和扭转模式的耦合问题,如非对称以及对称和各种边界条件。采用一个基于位移的一维有限元模型来预测薄壁复合钢筋的临界荷载和随后的屈曲模式。从总势能的平稳值原则中推导出屈曲控制方程。轴心受压薄壁复合件的数值计算结果可用于估测纤维角、各向异性和边界条件对临界屈曲荷载和复合件模态的影响。     

薄壁复合箱型梁的弯曲—扭转屈曲分析

对一轴心受压薄壁复合构件的屈曲进行研究。提出一个广义的分析模型，可用于分析轴心受压薄壁复合箱型梁的弯曲、扭转以及弯扭屈曲作用。此模型基于经典层压理论，考虑了任意层压堆积规律，结构的弯曲和扭转模式的耦合问题，如非对称以及对称和各种边界条件。采用一个基于位移的一维有限元模型来预测薄壁复合钢筋的临界荷载和随后的屈曲模式。从总势能的平稳值原则中推导出屈曲控制方程。轴心受压薄壁复合件的数值计算结果可用于估测纤维角、各向异性和边界条件对临界屈曲荷载和复合件模态的影响。     

翘曲对薄壁结构后屈曲性能的影响

薄壁结构力学性能分析的一维模型,用于分析一些框架结构的初始后屈曲性能。该模型以一种非常简单的方式考虑了翘曲的初始边界条件,而且被证明是分析薄壁框架结构的一种有效模型。基于多物理场耦合分析软件的有限元法,给出许多L型框架的数值分析结果。     

设计参数对薄壁曲线箱梁弯扭性能的影响

基于8结点24自由度实体单元建立了薄壁曲线箱梁计算模型,通过计算机仿真分析,研究了曲率半径、宽径比、宽高比、壁厚、边界条件及材料性能对曲线箱梁基本性能(弯曲、扭转、弯扭耦合、扭转翘曲和剪力滞效应)的影响,重点分析了薄壁曲线箱梁设计参数对扭转及弯扭耦合性能的影响程度及影响规律。     

冷弯薄壁槽形檩条的弯扭性能对比研究

通过对冷弯薄壁槽形檩条弯扭作用下截面各点应力的分析，并把理论计算结果与规范公式计算结果进行了对比，得到规范中正应力计算公式与理论计算结果基本一致，但剪应力计算结果却偏差较大。     

冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖振动性能试验研究

对构造不同的四块足尺比例冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖模型进行振动性能的动载试验。在正常使用阶段,研究压型钢板与冷弯薄壁型钢梁连接的螺钉间距、刚性支撑件、楼盖端部约束条件等构造设置和楼面活荷载对组合楼盖自振频率的影响。研究表明:组合楼盖的自振频率随楼面活荷载的增加而降低;减小压型钢板与冷弯薄壁型钢梁连接的螺钉间距、相邻楼盖梁的跨中位置设置刚性支撑件及加强楼盖端部约束均能提高组合楼盖的自振频率。采用ANSYS有限元程序对试验模型24种荷载工况的振动性能进行模态分析,有限元模态自振频率与试验自振频率吻合较好。提出的理论公式能够较好预测组合楼盖的自振频率。在正常使用阶段荷载标准组合下,建议组合楼盖的自振频率不小于10Hz。     

冷弯薄壁型钢组合截面构件研究现状

冷弯薄壁型钢组合截面构件以其灵活的组合形式和良好的力学性能在低层和多层住宅体系中被广泛应用,但相关的研究成果和设计规范仍较为缺乏。介绍了组合截面构件的特点和在工程中的应用,总结了此类截面构件的主要研究方法和规范设计建议,综述了国内外学者针对冷弯薄壁型钢组合截面构件的试验和理论研究现状,并指出了现今研究存在的不足和今后的发展方向。     

冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能研究综述

对冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能的研究进行了较全面的综述,介绍了冷弯薄壁型钢组合墙体的构成,汇总了国内外对冷弯薄壁型钢组合墙体的研究进展,总结了冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能的影响因素,并列出了冷弯薄壁型钢组合墙体承载力计算公式。     

非对称开口截面薄壁圆形曲梁的非线性自由振动分析

为具有非对称开口截面的薄壁曲梁的非线性自由振动分析构建了一个有限元公式,由虚功原理推导出动能和势能,并考虑了弯曲-扭转耦合、扭曲和剪心位置等影响。有限元分析中,2结点薄壁曲线构件的形状函数采用三次多项式计算。每个结点具有7个自由度,其中包括扭曲自由度。采用直接迭代法计算非线性特征值。将计算结果与直线梁的计算结果相对比。同时归纳了具有多种半径和对角的曲梁的非线性自由振动分析结果。     

具有初始应力和变形的薄壁组合梁的自由振动

研究了由静力外荷载而导致的结构初始平面内变形和剪切弹性对双向对称的薄壁组合梁动力特性的影响。分析采用了基于大位移和转角的几何非线性理论。采用里兹法(Ritzmethod)对控制方程进行离散,并采用一种分析法来获得结构的自振频率。研究中梁被施加以均衡的初始弯矩、分布荷载和集中荷载。数字结果表明:当短轴的弯曲刚度与长轴的弯曲刚度的比值较大时,由于初始位移的影响,传统的振动分析方法可能会导致不准确的预测。此外,对不同的层状叠合材料结构,对跨长和影响荷载作用点高度也进行了研究。     

封闭式横截面薄壁组合梁的弯曲—扭转性能

对单室箱形结构中的薄壁复合梁的静力和动力特性进行分析。结构模型中考虑了多种非典型作用，如：材料各向异性、横向剪切、翘曲的抑制作用、非均匀扭转模型和转动惯量。利用扩展的Hamilton原则推导出主导方程，并利用扩展的Galerkin方法进行解释。考虑了纤维方向对静挠度和自然频率的影响，得出一些重要结论。     

Flexural–torsional buckling of thin-walled composite box beams

Buckling of an axially loaded thin-walled laminated composite is studied. A general analytical model applicable to the flexural, torsional and flexural–torsional buckling of a thin-walled composite box beam subjected to axial load is developed. This model is based on the classical lamination theory, and accounts for the coupling of flexural and torsional modes for arbitrary laminate stacking sequence configuration, i.e. unsymmetric as well as symmetric, and various boundary conditions. A displacement-based one-dimensional finite element model is developed to predict critical loads and corresponding buckling modes for a thin-walled composite bar. Governing buckling equations are derived from the principle of the stationary value of total potential energy. Numerical results are obtained for axially loaded thin-walled composites addressing the effects of fiber angle, anisotropy and boundary conditions on the critical buckling loads and mode shapes of the composites.     

带孔简支薄壁梁弯扭屈曲的计算

本文用能量法和数值积分技术 ,提出了腹板开孔的简支薄壁梁在跨中集中荷载作用下的临界弯矩计算方法。利用ANSYSE通用有限元软件 ,采用板壳单元 ,对 1 5组共 30根工字梁进行了整体弯扭失稳分析。分析结果表明 ,本文方法是行之有效的。     

Lateral buckling analysis of thin-walled laminated composite beams with monosymmetric sections

Lateral buckling of thin-walled composite beams with monosymmetric sections is studied. A general geometrically nonlinear model for thin-walled laminated composites with arbitrary open cross-section and general laminate stacking sequences is given by using systematic variational formulation based on the classical lamination theory. All the stress resultants concerning bar and shell forces are defined, and nonlinear strain tensor is derived. General nonlinear governing equations are given, and the lateral buckling equations are derived by linearizing the nonlinear governing equations. Based on the analytical model, a displacement-based one-dimensional finite element model is developed to formulate the problem. Numerical examples are obtained for thin-walled composite beams with monosymmetric cross-sections and angle-ply laminates. The effects of fiber orientation, location of applied load, modulus ratio, and height-to-span ratio on the lateral buckling load are investigated. The torsion parameter and a newly-defined composite monosymmetry parameter are also investigated for various cases.     

薄壁悬臂构件的弹性弯—扭屈曲作用

以往的研究表明,广泛用于分析薄壁梁的弯一扭屈曲作用的两个差异不大的具有代表性的理论,用于评估具有单轴对称横截面的简支梁的临界荷载时,会导致两种不同的解决方案。这两种解决方案可能会导致在这些单轴对称梁中出现有明显差异的临界荷载。基于屈曲分析中所采用的经典变分原理,作者提出一个新的理论,用于分析薄壁构件的弯一扭屈曲作用。文中采用了这三个理论来分析悬臂结构的弯一扭屈曲作用。首先进行简短回顾,并使用三种不同理论对薄壁悬臂结构的弯一扭屈曲作用进行详细的对比分析。在纯弯曲和两种典型的横向分布荷载作用下对悬臂结构的屈曲进行分析,表明三种理论的确存在差异。采用第三种理论,考虑梁长度的变化和沿梁横截面纵轴的加载位置,对两种典型的横向分布荷载下双向对称悬臂结构的临界荷载进行预测,与现有解决方案和有限元分析所得到的关键结果进行对比,可知将新方法具有：良好的准确性和易用性等优点。     

考虑翘曲变形的复合材料叠合梁几何非线性的有限元分析

提出了一个用于复合材料叠合梁结构分析的有限元模型,梁结构具有几何非线性性能,包括扭转翘曲变形。采用一个考虑了改进拉格朗日法和广义位移控制法的公式对结构的变形进行计算。采用二次等参有限单元对梁横截面进行离散化,以确定梁的弯扭特性。利用两结点的Hermitean三维有限梁元对结构进行离散化,其中每结点具有7个自由度。运用数个实例,分析了层的取向对结构性能的影响。