不锈钢芯板四边简支单向板挠度计算试验研究及理论分析

不锈钢芯板结构是一种类似于蜂窝板的新型建筑结构体系,这种结构是由上、下面板以及面板之间以一定间距排布的薄壁圆管通过铜钎焊焊接而成。采用试验、有限元分析和理论分析三种方法对不锈钢芯板四边简支单向板的挠度进行研究。理论分析以虚功原理为基础,通过对不锈钢芯板进行力学模型的简化,推导出了不锈钢芯板四边简支单向板在跨中承受集中荷载时的跨中挠度计算式。通过试验结果,对挠度计算式进行了验证。最后,分析了不同参数对于不锈钢芯板四边简支单向板挠度的影响。研究结果表明:基于虚功原理推导出的挠度计算式可以较精确计算出不锈钢芯板四边简支单向板的跨中挠度,此外,芯管的外径、纵向间距和面板的厚度对跨中挠度的影响较大。     

新型绿色建筑结构绝缘板力学性能的理论研究

通过理论分析,提出考虑面板刚度下的夹芯板挠度计算公式;并通过ABAQUS对其力学性能进行有限元模拟,将理论公式与试验结果和有限元结果进行对比验证.基于工程实际,对理论公式加以改进,得到可以应用于实际工程的夹芯板挠度计算公式.     

不锈钢芯板结构芯管平压性能的研究分析

不锈钢芯板结构是一种新型的装配式结构体系。为研究不锈钢芯板结构芯管的平压性能,通过对12组合计212根构件不锈钢芯板结构芯管试件的平压试验,得到了不锈钢芯板结构芯管平压强度和平压模量;然后采用有限元分析来模拟试验过程。有限元计算结果与试验结果的对比表明:两者吻合良好,验证了有限元模型的可靠性;而后对芯管的平压性能进行数值分析。试验和理论结果表明:不锈钢芯板结构芯管在平压作用下的受力过程可以分为三个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段;芯管破坏的本质是芯管端部发生局部屈曲破坏;最后给出了此种不锈钢芯板结构芯管平压强度设计值的理论计算式。     

不锈钢芯板一字形墙轴心受压承载力研究

不锈钢芯板一字形墙是由两块不锈钢面板和正交均匀排布的不锈钢芯管组成的一字形截面构件,芯管与面板的连接采用铜钎焊焊接。主要研究不锈钢芯板一字形墙轴心受压时的承载能力,提出了其轴压承载力的计算公式。首先,进行了有限元特征值屈曲分析,得到了计算一字形墙弹性屈曲荷载及相应的正则化高宽比λ_n的算式;通过非线性有限元分析,对面板厚度、高宽比、芯管外径、芯管壁厚以及芯管分布间距等参数变化对不锈钢芯板一字形墙轴压承载力的影响进行分析,得到了轴心受压稳定系数φ,以及进行稳定设计的φ-λ_n曲线;设计了3组不锈钢芯板一字形墙试件,并对其轴压承载力进行了试验研究。试验结果、有限元分析结果和计算结果吻合较好,验证了不锈钢芯板一字形墙轴压承载力计算式的安全性。     

考虑剪切变形影响的空间管桁架组合梁挠度计算与分析

为研究新型空间管桁架组合结构的变形特点,将空间管桁架组合梁弯曲受力行为分解为等效空腹虚拟梁的弯曲作用和腹杆组成的虚拟桁架作用。利用虚功原理建立了考虑空腹式腹杆剪切变形影响的挠度计算公式,并采用模型梁加载试验与有限元分析法对计算挠度进行了对比分析。结果表明:剪切变形产生的挠度为计算总挠度的52%,为弯曲作用产生的计算挠度的1.07倍;在各级荷载作用下,考虑剪切变形影响的计算挠度与试验、有限元结果吻合较好,平均偏差分别为5%和2%,试验值与有限元计算值的平均偏差为2%;实测结果验证了计算公式的正确性和有限元模型的合理性。文中建立的挠度计算公式为此类结构在弹性状态时的挠度计算提供了一种准确的简化计算方法。     

卷边C形截面不锈钢柱畸变屈曲直接强度法

为研究轴心受压卷边C形截面不锈钢柱的畸变屈曲承载力,采用ABAQUS软件对不锈钢轴压构件进行了非线性有限元模拟,并通过现有试验验证了有限元模型计算结果的准确性。弹性畸变屈曲荷载是采用直接强度法（DSM）的关键参数,首先研究了边界条件对构件承载力的影响,然后对比分析了现有轴心受压卷边C形截面不锈钢柱畸变屈曲承载力的计算方法与试验结果,发现BECQUE等提出的DSM公式与AISI中的畸变屈曲DSM公式均不能准确地预测卷边C形截面不锈钢构件的畸变屈曲承载力。最后,在大量有限元分析的基础上提出了轴心受压卷边C形截面不锈钢柱畸变屈曲承载力计算公式,并采用现有的试验结果验证了该公式的准确性。     

点支式夹层玻璃板的变形性能的分析研究

对点支式夹层玻璃板在均布荷载作用下的挠度进行了计算,讨论了孔边距和内外层玻璃厚度差对夹层玻璃板的变形性能的影响.在四边简支玻璃板最大挠度计算公式的基础上,通过有限元计算,推导出了四点简支夹层玻璃板的最大挠度计算公式.     

受压U肋加劲板局部稳定受力性能数值模拟

为了掌握受压U肋加劲板的局部稳定受力性能,考虑残余应力与初始几何缺陷,建立U肋加劲板局部稳定试验试件的有限元模型,通过考虑不同宽厚比的试验验证该数值模拟方法的正确性;将U肋加劲板及其腹板简化为四边简支板,并通过数值模拟方法验证四边简支板简化模型的正确性。结果表明:采用数值模拟方法计算得到的破坏模态和应力 位移曲线与试验曲线吻合较好,所计入的残余应力和几何缺陷大小是合理的;采用简化的四边简支板模型和试验试件模型计算的应力 位移曲线从开始到峰值吻合较好,在下降段四边简支板模型下降斜率有所增大;在分析受压U肋加劲板受力性能时,可以选用等效四边简支板简化模型分析其局部稳定承载力。     

不锈钢芯板结构芯管剪切性能试验研究和有限元模拟

为研究不锈钢芯板结构芯管的剪切性能,对多组不锈钢芯板试件开展试验和有限元模拟,并对两者的结果进行对比。在验证有限元模型可靠性的基础上,对芯管的剪切受力过程和破坏机理进行模拟分析。研究表明:不锈钢芯板结构芯管在剪切作用下的受力过程可以分为三个阶段——弹性阶段、弹塑性阶段和塑性破坏阶段,芯管破坏的本质是芯管端部受弯导致受压区发生局部屈曲破坏。     

等截面双T平板挠度计算方法及试验研究

现行预应力混凝土双T板分级加载挠度计算,因其截面惯性矩计算复杂导致计算困难,不利于建设工程现场使用,为此,通过简化双T板截面惯性矩计算公式,将其代入挠度计算公式中,并通过有限元分析方法和试验研究方法进行验证。以YTPb型双T平板为例,均布力作用下和集中力作用下的有限元分析结果与公式计算结果误差分别在0.46%～1.54%与0.69%～0.92%之间;现场试验挠度试验结果与公式计算结果误差在0.28%～2.56%之间,说明简化后的挠度计算程序结果与有限元分析结果和试验结果对比拟合较好。     

考虑悬链线效应的约束钢梁在分布荷载作用下的性能(Ⅱ)——数值算例验证

另一篇系列文章已经采用约束系数方法和刚塑性铰模型推导了同时承受轴向弹簧和转动弹簧约束的钢梁在分布荷载作用下的荷载-跨中挠度曲线计算公式。本文采用大型通用有限元软件ABAQUS6.7对承受均布荷载的两个工字型截面钢梁进行有限元分析,研究它们在不同大小的轴向弹簧约束与转动弹簧约束情况下的跨中挠度。将公式计算结果与有限元分析结果进行对比证明了系列文章推导过程和计算公式的可靠性。在对比结果的基础上进行误差分析,根据误差原因进行公式修正,使修正后的公式与真实结果更加吻合,提高了公式的准确性。     

工形对称不锈钢梁变形性能的有限元分析

为了研究国产不锈钢梁的变形性能以及残余应力模型和不锈钢材性对其的影响,采用了多种计算方法得到不锈钢梁的荷载—挠度曲线,并通过试验进行验证。这些方法分别为:通用有限元软件ANSYS数值模拟,本课题组王元清教授推荐的修正方法,E Real等人提出的简化方法以及欧洲规范3推荐的计算方法。采用的残余应力模型分别为Gardner和本课题组推荐的残余应力模型。不锈钢材性分别取自不锈钢母材、焊接后梁截面以及欧洲规范3推荐的数值。结果表明:在有限元分析中,残余应力模型对不锈钢梁荷载—挠度的影响不明显,材性对其影响主要体现在极限承载力上,采用母材或焊接后材性数据得到的荷载—挠度曲线相差不大,均可在有限元分析中采用;在理论计算中,采用焊接后材性数据计算结果最接近试验值;各方法得到的挠度均小于试验值。本文的分析结果可为不锈钢梁的挠度计算提供依据。     

不锈钢工字形梁抗剪承载力有限元分析

根据不锈钢的材料属性,采用有限元方法对不锈钢梁进行分析,同时考虑材料非线性和几何非线性的影响,对不锈钢四边简支板屈曲荷载计算式进行修正。此外,对不锈钢工字形薄腹板梁腹板屈曲荷载的计算方法也进行了研究,指出已有计算方法的不完善之处,提出了新的影响不锈钢梁腹板屈曲系数的参数。通过对176根梁进行有限元分析,得出考虑材料非线性和翼缘约束的屈曲系数计算式。     

浅析简支组合梁的挠度计算

给出了一种可以考虑弯曲和剪切效应的简支组合梁挠度计算公式,引入了挠度计算的楼板有效宽度的概念。采用有限元软件求解简支组合梁的挠度,作为已知量代入给出的挠度求解公式,反向计算并拟合楼板的抗弯有效宽度。分别采用我国现行规范公式和上述公式计算挠度,与有限元分析结果对比表明后者具有更好的精度。     

基于ABAQUS的石材幕墙双跨立柱抗弯强度与变形计算分析

文章通过石材幕墙规范计算公式算得某石材幕墙双跨布置的钢立柱在风荷载作用下的最大弯曲强度和挠度值,再通过ABAQUS有限元分析软件建立钢立柱的仿真分析模型,将规范公式的计算结果与ABAQUS有限元分析模型的计算结果进行对比,验证了采用ABAQUS有限元近似计算石材幕墙双跨布置的钢立柱抗弯强度和挠度方法是可行的,研究结果将为实际工程中大跨度石材幕墙立柱的计算分析提供一定的科学依据。     

集中荷载作用下钢-混凝土组合梁界面滑移及变形

报道了8榀集中荷载作用下钢-混凝土组合简支梁的滑移规律和变形的试验结果。利用Goodman弹性夹层假设,推导了钢-混凝土组合简支梁的界面滑移和挠度变形的理论计算公式。该理论公式既能描述组合梁的界面滑移规律,又可以计算界面滑移对组合梁变形挠度的影响。利用通用有限元软件对钢-混凝土组合梁的界面滑移与变形进行了非线性有限元分析,并将多项计算结果进行了比较。通过大量理论计算,探讨工程设计中合适的剪力连接度。本文所得的理论计算公式,将方便工程设计人员对钢-混凝土组合结构滑移和变形挠度进行计算,并为其极限承载力的有限元计算提供了理论基础。     

连续开孔梁的抗弯刚度和挠度的等效计算

利用有限元软件精确地模拟了连续开孔梁的受力状态,分析了连续开孔梁用作框架梁时的抗弯刚度和用作简支梁的挠度,给出了方便实用的计算公式,并与试验结果进行了对比,验证了公式的适用性。     

木结构剪力墙弹性抗侧刚度计算

根据木结构剪力墙在水平力作用下的变形特点,将其水平位移分为三部分:钉节点变形引起的位移、覆面板剪切变形引起的位移和剪力墙整体弯曲变形引起的位移,通过对这三种位移的分别计算推导出了木结构剪力墙弹性刚度计算公式。然后,采用SAP2000建立了剪力墙的有限元模型,将有限元模型与本文推导公式的计算结果进行了对比,验证了计算公式的正确性。     

板肋被加劲板受压局部稳定性能与计算方法

针对板肋加劲板局部失稳破坏模式的不同,建立不同宽厚比的板肋加劲板有限元模型进行局部稳定分析,研究不同失稳模式下板肋加劲板的受力机理与影响因素,同时采用三次多项式对四边简支板、构件中被加劲板的局部稳定折减系数进行非线性曲线拟合,并与各国规范曲线进行对比。研究发现：被加劲板局部失稳模型表现为被加劲板与板肋的面外多波失稳变形;残余压应力分布对两类失稳构件极限承载力的影响不大;局部缺陷对板肋失稳构件的影响较小,而对被加劲板失稳的影响较大。构件中被加劲板的拟合曲线更早出现折减,不同钢材强度的拟合曲线趋势基本一致,钢材强度越高,曲线越晚发生折减。对于不同强度的四边简支板公式曲线,当相对宽厚比超过0.79与0.80时,曲线高于我国与日本规范曲线;对于构件中被加劲板公式曲线,当相对宽厚比超过1.31与1.36时,曲线高于各国公式曲线。推荐采用四边简支板拟合的公式进行计算。     

一种折线形全玻幕墙的设计方法

以某工程为例,介绍了一种折线形全玻幕墙的设计思路、计算方法及设计要点.确定了此类幕墙的玻璃板块应按面板而非玻璃肋进行设计;建立了包含玻璃面板和结构胶单元的有限元模型进行分析计算,与相同条件下的四边简支玻璃面板计算结果进行了对比,得到此类幕墙玻璃面板的实际边界条件与四边简支板稍有差别,结构胶起到了传递荷载和约束面板变形的...