工形钢柱负载下焊接加固的受力特性

目的提出能够考虑负载下焊接过程影响的有限元分析方法．方法通过运用通用有限元软件ANSYS建立有限元模型,对3个不同初负载下焊接加固的工字形钢柱和1个作对比用的未加固钢柱的受力特性进行分析．采用间接热结构耦合的有限元分析方法,考虑焊接热过程和随温度变化的钢材材性．结果计算结果表明,在名义初应力比不超过0．41时,负载下的焊接加固后的钢柱的极限承载能力受初始负载的影响非常小．结论笔者采用的有限元分析方法和有限元模型分析负载下焊接加固工彤钢柱的萤力特性具有较高的可行性．     

火灾下轴心受压H型截面约束钢柱整体稳定设计

利用验证的有限元模型分析了轴向约束刚度比、轴力荷载比和钢柱长细比对火灾下轴心受压H形截面约束钢柱屈曲温度和破坏温度的影响,给出了其屈曲温度和破坏温度的计算方法。轴向约束刚度比对约束钢柱屈曲温度和破坏温度的影响可用指数函数表示,轴力荷载比和钢柱长细比对约束钢柱屈曲温度和破坏温度的影响可用多项式表示。采用有限元方法对计算公式进行了验证,设计公式计算结果与有限元分析结果吻合较好,且设计公式给出偏于安全的结果。     

基于转动刚度的边柱埋入式柱脚非线性有限元分析

以分离式实体建模方法,利用面-面接触命令考虑型钢与混凝土之间的滑移影响,建立了埋入式钢柱脚节点ABAQUS有限元模型,考虑材料非线性和几何非线性,模拟单调加载全过程并进行了特征值屈曲分析,有限元结果与试验结果吻合较好.在此基础上,研究了边柱埋入式柱脚U形钢筋设置,埋入深度,栓钉设置对柱脚转动刚度的影响,给出钢柱脚合理构造要求.     

高强Q690钢柱高温下轴心受压局部稳定设计方法

局部屈曲是钢结构构件的一种破坏模式,钢结构发生局部屈曲破坏时,屈曲应力小于钢材的屈服强度。为了研究高温下高强Q690钢柱的局部稳定性能,采用有限元软件ABAQUS建立有限元模型,模型采用其他学者完成的Q460钢柱轴心受压局部屈曲试验进行验证,考虑宽厚比、温度、初始缺陷、残余应力和翼缘与腹板之间相互作用的影响,对高强Q690钢柱进行参数分析。研究结果表明：宽厚比对局部屈曲有显著影响,宽厚比的增大导致试件极限承载力的降低;初始缺陷和残余应力对局部屈曲应力有较大影响,且试件的极限承载力随着温度的升高而明显下降。基于有限元分析结果提出了适用于高强Q690钢柱高温下的局部稳定设计方法和宽厚比限值,并与GB 50017-2017、Eurocode 3和ANSI/AISC 360-10中的设计方法进行了比较。     

露出型钢柱脚力学性能的有限元分析

露出型钢柱脚是钢结构厂房与基础相连接的重要部位,因此在对此类钢结构进行设计前需要对柱脚的力学性能进行全面深入的研究。采用有限元软件建立了考虑接触的三维有限元模型,对露出型钢柱脚进行了循环荷载下的非线性分析,讨论了轴向力、锚栓枚数等因素对其破坏模式和极限承载力的影响,并通过得到的弯矩—转角滞回曲线及骨架曲线,研究了柱脚的恢复力特性和耗能性能,并与试验结果进行了对比分析。结果表明,露出型钢柱脚呈滑移型滞回特征,滞回曲线较为饱满,耗能能力强,与试验结果吻合较好,研究结果对这种钢柱脚的设计与应用提供了参考。     

220kV装配式变电站钢柱脚抗剪性能研究

依据朝阳220 kV装配式变电站的工程实例,在考虑锚栓参与抗剪的条件下,从理论上分析了剪力作用下钢柱脚节点的合理破坏模式.通过计算获得钢柱脚在合理的破坏模式下抗剪能力的理论值,并通过有限元软件建立钢柱脚有限元模型.利用有限元软件分析柱脚在垂直力和水平力作用下的抗剪能力,将所获得的结果与规范中规定的柱脚抗剪承载力对比分析.通过研究发现柱脚锚栓可以提供的抗剪能力相当可观,而且钢柱脚的实际抗剪能力较规范规定的柱脚抗剪能力高出较多.研究成果表明,在工程实际中应提高柱脚抗剪承载力设计值的极限,这样可以在实际工程中避免或者减少抗剪键的设置,起到方便施工,节约成本的效果.     

考虑蠕变效应的钢柱高温承载力计算方法

高温蠕变对火灾下钢构件的内力和变形影响较大,现行《建筑钢结构防火技术规范》（GB 51249-2017）中未考虑蠕变对钢柱高温承载力的影响。采用ANSYS软件分析考虑蠕变后钢柱在高温下的受力性能,并与钢柱的抗火试验进行对比,发现考虑蠕变的钢柱有限元模拟结果与试验数据吻合更好。利用验证的有限元模型进行参数分析,结果表明：考虑蠕变效应后,钢柱的高温承载力受初始缺陷（残余应力、初弯曲、初偏心）、弯曲方向、荷载比、长细比、升温速率的影响较大,受截面形式和钢材屈服强度的影响较小。给出了考虑蠕变效应后计算钢柱高温承载力的简化方法。     

埋入式钢柱脚单调加载试验研究

进行了4个不同形式的埋入式钢柱脚试件的试验,调查埋入深度和栓钉布置方式对埋入式钢柱脚受力性能的影响.通过实验,观察试件的破坏形式、分析比较了试件的荷载-位移曲线与弯矩-曲率曲线.同时建立了有限元分析模型,对埋入式钢柱脚进行多参数的数值模拟.实验研究和数值分析结果都表明,钢柱的埋入深度对钢柱脚的抗弯承载力与抗弯刚度有较大影响,合理布置栓钉能提高埋入式钢柱脚的抗弯承载力与抗弯刚度.     

大跨度空间结构箱形钢柱的恢复力模型

基于16根箱形钢柱的拟静力试验及85个箱形构件的数值分析,研究反复水平荷载作用下偏心常轴压箱形钢柱的恢复力特性.通过对试验和有限元结果进行回归分析,得到骨架曲线关键点的求解公式.根据试验结果确定了反复荷载作用下偏心常轴压箱形钢柱的刚度退化和强度退化规则.在此基础上,提出大跨度空间结构箱形钢柱的恢复力模型,并与试验结果进行比较,得出恢复力模型的求解精度较高,尤其能准确反映构件的刚度退化和强度退化特征,可用于大跨度空间结构的弹塑性反应分析.     

喷涂聚脲弹性体H型钢柱抗爆性能研究

为研究聚脲涂层对H型钢柱的抗爆效果,基于ANSYS/LS-DYNA有限元软件,对喷涂聚脲弹性体H型钢柱进行抗爆数值分析。研究了H型钢柱在爆炸荷载作用下的动态响应,并分析了不同聚脲厚度对H型钢柱的防护作用及其机理。研究结果表明：当冲击波沿钢柱弱轴方向传播时,冲击波对钢柱的最大破坏作用出现在柱脚附近腹板中心,聚脲涂层能够有效提高H型钢柱的整体刚度和抗爆能力,大幅降低钢柱的整体和局部变形,并减小钢柱吸收的内能。     

基于热力耦合的钢筋混凝土锈胀开裂分析

为对锈蚀钢筋混凝土构件开裂问题进行分析,鉴于氯离子扩散控制方程与瞬态热传导控制方程的相似性,根据传统的Fick定律和已有的氯盐环境下钢筋非均匀锈胀模型以及热弹性力学理论,提出钢筋混凝土锈胀开裂模拟的热力耦合方法.对氯离子的扩散采用瞬态热传导方法进行分析模拟,提取各时间步钢筋单元表面的氯离子质量浓度即温度作为混凝土的温度荷载,引入钢筋锈胀的时变等效温度膨胀系数,采用升温膨胀对钢筋的锈胀以及由此引起的混凝土开裂过程进行有限元分析.数值算例表明,该方法可以有效地模拟和分析钢筋的非均匀锈胀和混凝土的裂缝扩展行为.     

Study on Expansion Cracking of Hydration in Concrete Aggregates

In accordance with a fresh accident by severe expansion cracks of structural elements,based on systematic detection and analyses such as X-ray diffracition,differential thermal analysis,scanning electron microscory,chemical analysis,petrographic analysis,electronic probe analysis,and atomic absorption spectroscopy analysis,it is pointed out that the dominant reasone lie in the hydration reaction of concrete aggregates,resulting in a volume expansion in structure members.A wholly new corresponding strengthening method is applied to the cracked elements and turned out to be effectine.     

Dynamic Similarity of Six Bar Ball Tensegrity Structure in Compression and Expansion Processes

Tensegrity structures have identical members in an orientation that have correlated dynamics under external force. To study this interdependent dynamics in different members in compression and expansion processes, it is vital to analyze the dynamics of the whole structure. In this study, six bar tensegrity structure was studied under compression and expansion, and interdependent movement of different members of the structure in both processes was obtained. First, the relationship between external force and members force densities was analytically developed based on the assumption that each bar moves with the same distance when an external force is applied on the six bar tensegrity ball structure along one plane that either compresses or expands the structure. Then, two individual simulations were carried out to analyze the movement of each bar in compression and expansion under the effect of external force, and elongation in all strings was studied in both processes. Finally, comparative dynamic study of different members in compression and expansion of the structure with the effect of external force was performed, which were categorized according to dynamic symmetry.     

U型薄壁RC受扭构件非线性分析模型及应用

为实现混凝土U型薄壁受扭构件的非线性力学性能分析,本文基于Vlasov开口薄壁结构弹性理论、变角空间桁架模型和微分方程数值解法,提出了钢筋混凝土U型薄壁构件受扭非线性分析模型.针对开口薄壁受扭构件同时存在自由扭转和翘曲扭转的特点,分别推导了U型薄壁截面自由扭转和翘曲扭转非线性刚度分析模型,进而建立了开口薄壁构件受扭非线性分析模型.所提出的受扭非线性分析模型同时考虑了混凝土和钢筋的材料非线性特性、开口薄壁构件的几何非线性特性和自由扭转与翘曲扭转的耦合效应.利用所提出的受扭非线性分析模型编制相应的分析程序,并对5个U型薄壁钢筋混凝土构件进行受扭全过程分析,分析结果与5个U型薄壁钢筋混凝土受扭构件的试验结果均吻合较好,从而验证了所提出的U型薄壁钢筋混凝土构件受扭非线性分析模型的正确性.所提出的受扭非线性分析模型具有计算简单和分析精度较高的特点,可进行混凝土U型薄壁桥梁受扭非线性分析并为该类桥梁的工程设计提供参考.     

云设计制造模式下的社交化协作团队构建方法

研究云环境中提供设计与制造服务成员的社交化协同合作形式,针对云设计制造模式特征与社交化协作团队成员特点,以团队成员综合服务能力为研究对象建立优选指标体系,着重分析优选过程中需要考虑的定量与定性指标,采用量化研究方法为优选指标给出计算依据,并依据优选指体系建立一种面向云设计制造模式的团队优化构建模型,将团队成员选择过程转化为多目标优化过程,采用灰色关联度分析法对模型进行求解,以此解决云环境中团队成员存在的不确定性、差异性与多样性问题,实现社交化协作团队的构建. 以医疗镇痛泵研发任务中团队构建过程为例,说明所提方法的有效性和正确性.     

薄壁构件整体稳定性的有限元模拟

对薄壁构件整体稳定性分析中的薄壁梁单元和壳体单元两种有限元模型的特点进行了讨论,并提出一种新的适用于薄壁构件整体稳定分析的壳体单元模型,该模型可以有效消除各种局部屈曲模态的影响.采用通用有限元软件ANSYS,分别利用壳体单元模型和薄壁梁单元模型,分析了双轴对称截面梁、单轴对称截面梁、轴心受压构件、压弯构件和变截面梁的稳定性,通过与经典解或已有研究结果的比较对有限元模型的可靠性以及存在的问题进行了讨论.通过分析,发现ANSYS的薄壁梁单元模型不能用于分析单轴对称截面梁和压弯构件的弯扭屈曲,同时在分析变截面薄壁构件的稳定性时可能产生较大的误差;常用壳体单元模型可能由于截面的局部屈曲模态不能得到整体屈曲的临界荷载;提出的壳体单元模型可以精确模拟薄壁构件的整体稳定性.此外,提出的壳体单元模型不仅可以用于分析薄壁构件的整体稳定性,也可以作为检验薄壁构件整体稳定理论正确性的重要依据.     

基于力学贝叶斯网络的钢桁架安全评估

为了评估桁架结构的安全性能,采用力学贝叶斯网络表示桁架各单元间的逻辑关系. 提出根据力学分析建立网络拓扑,网络节点变量包括连续型的桁架结构各单元最大应力、离散型的下平纵梁状态及体系状态;通过条件概率描述节点间的逻辑关系强度,基于数值分析和抽样实现参数学习,建立力学贝叶斯网络;以一榀钢桁架模型的4个单元最大应力作为已知证据输入建立的贝叶斯网络,推理其余单元的最大应力以及体系状态概率. 研究结果表明：在监测单元最大应力已知的情况下,利用力学贝叶斯网络可以估计其余各单元的最大应力值,评估的所有单元应力与观测值间的决定系数 ${R^2}$=0.9992,表现出较强一致性. 与此同时,更靠近已知单元的估计结果更为精确,可以为监测点的选取提供参考. 此外,推理的桁架体系状态概率与观测数据一致,可以为桁架结构体系安全评定提供参考.     

输电铁塔角钢无损加固分析与计算方法

对于运行时间较长或有扩容改建要求的服役输电铁塔,部分构件承载力不足将导致其无法满足更高的设计要求,有必要通过角钢构件加固来提升其承载性能。以输电铁塔中典型角钢为研究对象,提出输电铁塔无损加固方法,该方法采用螺栓与夹具使原构件与加固构件形成组合加固构件,组合构件对原构件不造成损伤,且结构简单、应用性强;建立细化的组合构件数值模型,研究原构件长细比、夹具间距（数量）、钢材特性对组合构件加固效果的影响,提出组合构件受压承载力计算方法。结果表明：提出的加固方法加固效果显著,加固水平最高达到56.34%;原构件长细比对组合构件受压承载力提升水平影响明显,组合构件的提升效果随着原构件长细比的增大而逐渐显著;当夹具数量为奇数个且夹具间距小于750 mm时,组合构件的加固效果最佳;加固构件的钢材特性对组合构件受压承载力和延性影响较小;提出的组合构件受压承载力计算方法与有限元模拟结果吻合良好。     

加强大学生党员支委培训工作的思考

随着我国高校规模的不断扩大以及高校党建工作的不断发展,大学生党员的数量日益增多,学生党支部也越来越多,大学生党员支委的数量也不断攀升。大学生党员支委培训在高校党建工作中的作用日益凸显,本文就大学生党员支委的培训工作提出几点思考。     

双层柱面网壳结构在BRB作用下的减震分析

运用SAP2000有限元软件对跨度30 m,长度42 m的正放四角锥双层柱面网壳建立模型,并进行模态分析和力学性能分析。在EL-Centro波作用下对支撑布置位置不同和布置数量不同时的网壳结构进行地震响应分析。结果表明：防屈曲支撑在双层柱面网壳中替换部分杆件时可以起到较好的减震效果,其中替换受力较大的腹杆要比替换其他位置杆件的减震效果要好,而在替换腹杆的不同方案中,替换了48根杆件的减震效果明显优于替换20根杆件的效果。