玻璃幕墙中钢板肋稳定性分析及设计方法研究

近年来钢板肋支承玻璃幕墙在大型公共建筑中得到广泛使用,钢板肋截面面内受弯存在面外的稳定性问题,幕墙设计规范中未提及该部分设计方法,钢结构相关设计规范受弯稳定计算公式未明确板肋截面是否适用.结合以上问题,本文利用弹性稳定理论受弯构件临界弯矩通式,结合现行规范对稳定系数的修正,建议了钢板肋受弯稳定计算方法.为了验证该计算方...     

腹板开孔冷弯卷边槽钢受弯构件弹性屈曲

采用理论和有限元方法分析腹板开孔冷弯薄壁型钢受弯构件弹性整体弯扭失稳、弹性畸变屈曲失稳以及弹性局部屈曲失稳的屈曲荷载。通过理论分析提出计算腹板开孔卷边槽形截面受弯构件弹性整体弯扭失稳、弹性畸变屈曲失稳以及弹性局部屈曲失稳荷载的简化计算方法,通过与有限元计算结果进行对比,近似简化方法计算结果与有限元分析结果比较接近,表明建议弹性屈曲荷载计算方法具有较高的精度,可用于开孔受弯构件整体稳定承载力以及屈曲稳定系数的计算,能够代替复杂的有限元方法进行开孔构件弹性屈曲荷载的简化计算,易用于工程设计。     

大型薄壁钢管受弯构件的稳定分析

考虑多种因素对大直径薄壁钢管受弯构件稳定承载力的影响,采用非线性有限元方法对大直径薄壁钢管受弯构件的受力性能进行综合分析.通过分析及参照相关规范,提出大直径薄壁钢管构件受弯构件稳定承载力的建议计算公式.     

二次受力的加固钢筋砼受弯构件非线性有限元分析

本文基于平截面假设,按照杆系结构有限元方法对加固钢筋混凝土受弯构件二次受力性能进行了非线性有限元分析,通过与试验结果的对比,表明计算结果与试验结果吻合较好.     

密肋复合墙体压弯剪复合受力性能非线性数值分析

应用通用有限元程序ANSYS,采用"实体单元-组合式配筋"计算模型,以墙体剪跨比、边框柱截面尺寸及配筋率作为变化参数,对墙体压弯剪复合受力性能进行非线性有限元分析。通过对不同墙体模型的承载力以及墙体截面正应力和应变等计算结果的分析,研究较大剪跨比密肋复合墙体的破坏形态及特征、受剪及受弯承载力的影响因素、压弯极限状态下墙体的应力及应变特征,为复合墙体正截面压弯承载力计算公式及构造措施的建立提供依据。经对比分析表明,有限元计算结果与试验结果吻合较好。因此,采用提出的有限元模型及方法得出的密肋复合墙体压弯剪复合受力性能的非线性有限元分析结果是可靠且可信的。     

U形钢板组合下肋空腹夹层板受力性能研究

采用8节点弹性块体有限元方法计算了一建筑平面为12m×12m的U形钢板组合下肋空腹夹层板楼盖结构,分析其在竖向荷载作用下的变形和内力特点,讨论了U形钢板组合下肋空腹夹层板的承载力设计问题,研究结论对类似工程的设计具有参考价值.     

钢-OSB板T形截面带肋组合梁受弯性能研究

为研究以OSB板作为翼缘、OSB-钢板作为组合腹板形成的T形截面梁(简称为钢-OSB板T形截面带肋组合梁)的受弯性能,设计了3根钢-OSB板T形截面带肋组合梁试件,对其进行三分点加载试验,考虑了端部采用盒形锚固及腹板拼接的影响。试验结果表明:承载力极限状态下,各梁的钢板均达到屈服应变;盒型锚固构造措施使梁后期刚度提高;腹板跨中拼接对梁的受力性能有较大影响。建立了钢-OSB板T形截面带肋组合梁的非线性有限元分析模型,模拟结果与试验结果吻合较好。在此基础上,利用有限元模型分析了钢板厚度对组合梁受力性能的影响,分析表明,随钢板厚度增加,组合梁的承载力及变形能力均提高。通过对已有的组合梁挠度计算式进行修正,建立了钢-OSB板T形截面带肋组合梁极限挠度计算式,跨中极限挠度的计算结果与试验及有限元分析结果基本吻合。     

RC梁不同加固方法的有限元分析研究

利用ANSYS对混凝土梁的三种不同加固方法进行有限元分析,对加固前后梁的非线性性能、正截面受弯承载力、挠度变化进行了分析研究。结果表明:混凝土梁破坏时碳纤维加固梁的挠度最大,钢板加固梁的挠度最小,而碳纤维复合钢板加固梁则居于两者之间,三种加固梁的受弯承载力都有较大的提高。     

双向加劲钢板剪力墙在纯剪作用下的弹性稳定性研究

在前人研究基础上,通过施加多道具有抗扭刚度的竖向槽钢加劲肋,然后再加1道没有抗扭刚度的横向板条加劲肋,对双面双向加劲的钢板剪力墙进行大量有限元弹性屈曲分析,最后提出钢板剪力墙弹性屈曲临界剪切应力和加劲肋门槛刚度的计算公式。数值计算结果表明:公式具有良好的精度,并且偏安全;影响加劲肋门槛刚度的关键因素是钢板剪力墙小区格宽高比、竖肋数目以及横竖肋板厚比。     

粘贴钢板加固RC梁非线性有限元数值模拟

提出了外粘钢板加固受弯钢筋混凝土梁的非线性有限元模型,该模型采用了一种特殊的、具有剥离破坏功能的界面单元来模拟混凝土和外粘钢板之间的粘结层,影响这种剥离破坏的主要因素是板的厚度.由于传统的梁理论不能描述这种加固梁剥离破坏,因此,采用有限元方法能全面地、整体地描述这种加固梁的各种破坏模式.数值计算结果与各种厚度的钢板加固梁试验结果相吻合.     

粘钢加固钢筋混凝土梁的非线性有限元分析

采用大型有限元分析软件ANSYS对外粘钢板加固梁的受弯性能进行了数值模拟分析，并与理论计算结果进行了对比，结果表明利用ANSYS软件可以很好地研究粘钢前后梁的非线性性能。     

CU型双肢拼合CFS箱梁屈曲机制与受弯承载力计算方法

通过静力试验、有限元模拟与理论分析，研究了CU型双肢拼合CFS箱梁翼缘板与腹板局部屈曲的耦合机制，分析了螺钉间距和加劲肋数量等对屈曲机制和承载力的影响，得到了CU型双肢拼合CFS箱梁受弯承载力的简化计算方法。研究结果表明：CU型双肢拼合CFS箱梁的整体失效机制为局部屈曲；螺钉间距较大(200、300 mm)时，翼缘板先于腹板屈曲，降低了对腹板的侧向约束，引起腹板屈曲与构件失效；螺钉间距较小(100 mm)时，腹板先于翼缘板屈曲，拼合箱梁承载力较高；螺钉间距每减少100 mm, CU型双肢拼合CFS箱梁受弯承载力可提高2.8%,但延性没有显著变化；设置加劲肋可直接增强腹板屈曲性能，提高拼合箱梁受弯承载力与延性；在纯弯段每增设1个加劲肋，CU型双肢拼合CFS箱梁受弯承载力可提高10%。建立了模拟上翼缘对腹板约束的弹性支承模型，基于广义变分原理和弹性板壳理论，推导了三边简支、一边弹性支承的腹板弹性临界屈曲应力，得到了用于计算CU型双肢拼合CFS箱梁受弯承载力的修正直接强度法，并与已有研究试验数据以及GB 50018—2002和AISI S100-16的计算结果进行对比，验证了修正公式的合理性...     

钢板剪力墙结构竖向防屈曲简化设计方法

采用能量原理推导了设置竖向加劲肋钢板墙的弹性屈曲应力的简化计算公式,并根据理论公式进行了参数分析,研究了钢板高宽比、加劲肋数量、加劲肋与钢板刚度比以及加劲肋与钢板面积比等参数对钢板墙竖向屈曲荷载的影响。简化公式计算结果与有限元计算结果吻合良好。研究表明,在钢板墙高宽比确定的情况下,加劲肋与钢板的刚度比是影响加劲板竖向屈曲荷载的主要因素,加劲肋与钢板的面积比对加劲板屈曲荷载的影响较小,加劲肋端部与周边框架不连接的钢板墙优于加劲肋端部与周边框架连接的钢板墙。     

基于ABAQUS的钢板混凝土板平面外弯剪性能的非线性有限元分析

以钢板混凝土板的平面外弯剪性能试验研究为基础,采用有限元软件ABAQUS建立了钢板混凝土板的非线性有限元模型,模拟弯剪破坏、剪切破坏、钢板剥离破坏3种破坏形态下构件的受力性能。模型考虑了材料的非线性、钢板与混凝土的接触和栓钉的滑移模型,计算结果与试验结果吻合良好。利用有限元模型,对影响钢板混凝土板面外受力性能的主要参数进行了分析,包括栓钉间距、钢板厚度。结合试验现象和有限元分析结果,指出了钢板混凝土板面外受力性能随参数变化的原因,并提出了在一定情况下不同破坏形态之间转化的参数临界值。结果表明:可以通过对栓钉间距与钢板厚度的控制来使得钢板屈服,从而保证无抗剪钢筋的钢板混凝土板在平面外可以达到弯剪破坏形式。     

全加劲两侧开缝钢板剪力墙弹性屈曲研究

采用有限元方法对全加劲两侧开缝钢板剪力墙在面内水平荷载作用下的弹性屈曲临界荷载、屈曲模态进行了研究。对影响其弹性屈曲性能的参数进行了分析,包括两侧和中部加劲肋与墙板的刚度比、两侧和中部加劲肋宽厚比以及墙板高厚比和边长比。给出了全加劲两侧开缝钢板剪力墙加劲肋的弹性屈曲设计参考公式,为开缝钢板剪力墙的应用提供依据。     

冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖受弯承载力试验研究

通过对4个足尺比例冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖的受弯承载力进行单调静载试验研究,分析了压型钢板与冷弯薄壁型钢梁连接的螺钉间距和楼盖梁数量改变对组合楼盖极限承载力的影响及破坏机理。研究表明：在正常使用阶段,组合楼盖具有较高的承载力和较小的变形;减小螺钉间距和增加楼盖梁数量均能够提高组合楼盖的极限承载力。破坏模式主要表现为楼盖梁发生弯扭屈曲的同时,受压区翼缘、卷边及毗邻腹板出现相关屈曲破坏,屈曲波长为相邻螺钉间距;支座附近混凝土与压型钢板为脱离、掀起破坏;集中荷载作用点处楼盖梁为折曲破坏。采用考虑材料、几何和接触非线性ANSYS有限元程序对试验模型的受力性能进行了模拟,非线性有限元计算结果与试验结果吻合较好。在试验研究和有限元分析基础上,提出了组合楼盖的简化计算模型和理论计算方法。图14表8参9     

两侧边开缝钢板剪力墙弹性屈曲分析

提出一种新型的两侧边开缝的钢板剪力墙,并对其两侧边有无加劲肋的两种结构形式进行有限元弹性屈曲分析,分别讨论其临界屈曲荷载和屈曲模态.对两侧无加劲肋的钢板剪力墙,给出用于其设计的屈曲系数公式,对两侧有加劲肋的钢板剪力墙给出具有参考价值的设计建议.     

粘钢加固RC梁剥离的有限元分析

介绍粘钢加固梁的剥离分析方法,提出了外粘钢板加固受弯钢筋混凝土梁的非线性有限元模型,并用ANSYS软件对试验梁的剥离荷载进行了仿真分析,仿真结果与实验结果的一致性证明了所建有限元模型与提出的方法的正确性与适用性。     

高温下无黏结预应力混凝土受弯构件的非线性有限元分析

采用混凝土和钢筋的增量型温度-应力耦合本构模型,在充分考虑高温下无黏结预应力筋总变形协调条件和其对梁单元有限元列式影响的基础上,将无黏结预应力筋内力与未知结点位移共同作为待求列矢,推导高温下无黏结预应力混凝土受弯构件非线性有限元全过程分析的增量有限元格式,建立其高温下非线性有限元计算模型,并提出其非线性有限元平衡方程组的求解方法,编制NAUPCLF非线性有限元程序,并对进行的高温试验及有关试验资料完成实例计算。结果表明,计算数值基本能反映其高温下变形及预应力筋应力的变化规律,计算理论较充分地表现了无黏结预应力混凝土受弯构件的无黏结特性及高温受力特点,可为建立高温下无黏结预应力混凝土受弯构件的耐火极限计算方法、进一步深入研究预应力混凝土结构的抗火性能和完善其基于抗火特性的设计方法提供手段和参考。     

装配式落地波纹钢板筒仓在粮食荷载作用下的稳定性分析

装配式落地波纹钢板筒仓的仓壁为波纹钢板,故其结构性能属带肋各向异性壳,其稳定性能被筒仓工程界所关心.我国《粮食钢板筒仓设计规范》(GB 50322-2011)基于各向同性圆柱壳假定而得到的钢板筒仓稳定性计算公式,实际上不能真实反应屈曲承载能力.本文采用ABAQUS程序,结合筒仓算例,建立了包括波纹仓壁板和竖向加劲肋的筒仓模型,进行了粮食荷载作用下的线弹性屈曲分析和几何、材料双重非线性分析,得到屈曲承载能力,并与规范公式进行了比较.结果表明竖向加劲肋屈曲与否决定了装配式波纹钢板筒仓的稳定,规范关于筒仓稳定性的计算公式欠准确.