单轴对称工字形截面圆弧拱的屈曲分析

根据文献[1]提出的任意开口薄壁截面圆弧曲梁的翘曲位移表达式,本文利用能量原理导出了单轴对称工字形截面拱的稳定平衡方程。文中主要对工字形截面拱在均布径向荷载 (均匀受压 )和两端作用大小相等、方向相反的端弯矩 (均匀弯曲 )条件下的弯扭屈曲进行分析,给出临界荷载的理论解答;考虑了工字形截面不同放置时拱失稳模式的不同,分析截面不对称性对临界荷载的影响,并与已有的文献进行比较。     

薄壁构件弯扭失稳的一般理论

在薄壁构件的弯扭失稳问题上近20年以来存在着传统的和较新的两种不同的理论,这两种理论的并存使得一些国家的规范和一些著作出现不一致,例如我国的(GB50017—2003)和N.S.Trahair的著作犤17犦仍然采用传统理论的结果,而(GB50018—2003)、ISO的钢结构材料标准和美国的金属结构稳定设计解说却采用较新理论的结果。作者发现被忽视的横向正应力也是影响薄壁构件稳定的重要因素。本文在考虑非线性横向应变能的基础上,导出了薄壁构件的总势能方程。从板的理论出发,全面考虑微元上各种应力以及外荷载的影响,用假想荷载法导出了薄壁构件的弯扭失稳平衡微分方程。这组平衡微分方程和本文提出能量法的是一致的,这进一步证实了本文提出理论的正确性。     

单轴对称截面轴心受压构件的弯扭屈曲设计问题

阐述单轴对称截面轴心受压构件弯曲屈曲和弯扭屈曲两种失稳形式,以及绕截面对称轴弯扭屈曲换算长细比的计算方法和应用实例。     

角钢组合T形截面轴心压杆弯扭失稳承载力研究

考虑残余应力的影响，对角钢组合T形截面轴心压杆在弹性和弹塑性阶段的弯扭失稳承载力进行了理论分析和试验研究，提出了承载力的计算公式及简化算式．     

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。     

拉弯构件的弯扭失稳计算

根据拉弯与压弯构件弯扭失稳的相似性 ,推导出弯扭失稳时拉力与弯矩的理论相关公式 ,并采用有限元法对公式进行了验证 ;参考现行钢结构设计规范提出了设计用的拉力弯矩相关公式 ,与欧洲规范EC3的公式进行了比较。结果表明 ,在弹性阶段 ,双轴对称截面的计算公式更加接近有限元计算结果 ,而对于单轴对称截面和T形截面 ,EC3的公式有时偏于不安全。     

单轴对称截面圆弧拱弹性弯扭屈曲临界荷载

为了研究均布径向压力作用下的单轴对称截面均匀受压圆弧拱的弹性弯扭屈曲临界荷载,为一般荷载作用下压弯钢拱的稳定承载力设计奠定基础,采用平衡法推导得到了均匀受压圆弧拱的面外屈曲临界荷载的理论解.在微元段受力平衡的基础上,建立了任意轴线形状、截面形式的曲线构件的平衡方程,代入截面变形条件、内力与变形条件推导出了单轴对称截面均...     

Y形截面轴压构件的稳定承载力

Y形截面构件作为一种新型截面代替双角钢或四角钢截面作为输电塔主材构件首次被运用于糯扎渡送电广东±800kV直流输电线路工程中,但目前由于缺乏该种类型截面的理论和试验研究,限制了其推广应用。运用经典弹性理论和切线模量理论分别分析了3种Y形截面构件在弹性和弹塑性范围内的屈曲性能和稳定承载力,并利用ANSYS软件有限元分析对理论结果进行验证。此外将有限元结果与按《钢结构设计规范》(GB50017—2003)中a类和b类曲线计算得到的稳定承载力比较,提出了Y形截面的设计方法。     

复合荷载作用下简支钢梁弹性弯扭屈曲研究

为建立复合荷载作用下简支钢梁弹性弯扭屈曲的设计理论,提出不同类型、不同作用点的横向荷载和不等端弯矩共同作用下的弯扭屈曲总势能方程。采用Rayleigh-Ritz法推导复合荷载作用下临界弯矩M_cr的通用计算式及系数（参数）C₁′、C₂′a、C₃′的计算式,并得到复合荷载作用的C₁′、C₂′a、C₃′与单一荷载作用的系数C₁、C₂、C₃的关系。采用Rayleigh-Ritz法推导临界荷载的通用计算式,并通过数值算例验证其正确性,最后分析钢梁自重对弯扭屈曲临界荷载的影响。研究表明：复合荷载作用下的临界弯矩Mcr通用计算式可完全采用单一荷载作用下的M_cr通用计算式表示;钢梁自重对其弯扭屈曲临界荷载的影响较小,计算中可忽略不计。     

复合荷载作用下双轴对称工字形悬臂梁的弯扭屈曲分析

基于能量变分法,推导了均布荷载和端部作用集中荷载下的双轴对称工字形截面悬臂钢梁的弯扭屈曲总势能方程,其中截面弯扭屈曲变形的位移和转角分别选用一项和无穷项傅里叶级数来表达模态试函数.根据最小势能原理无量纲化后,获得复合荷载作用下悬臂钢梁无量纲的临界荷载的解析解;通过无穷级数形式解答的无量纲临界弯矩的解析解进行收敛性分析,...     

简支楔形工字钢梁的弹性弯扭屈曲

用有限元法计算了双轴和单轴对称楔形工字钢简支梁在不等端弯矩作用下的弹性弯扭失稳临界荷载,与CECS102:2002中公式的计算结果进行了对比,发现后者偏大15%~45%。提出了新的变截面梁临界弯矩计算式,其表达形式与等截面梁的公式相同,便于工程应用。     

双轴对称楔形工字钢梁的弹性弯扭屈曲

本文利用基于板壳屈曲理论的有限元方法对楔形薄壁构件的弯扭屈曲进行了分析,对两种基于薄壁杆件理论的楔形工字钢梁弯扭屈曲分析方法进行了对比。基于较精确的楔形薄壁构件屈曲理论,对承受线性变化端弯矩作用的楔形梁的弯扭屈曲进行了大量分析,并提出了新的楔形工字钢梁临界弯矩计算公式。该公式形式与等截面梁的相同,便于工程应用。     

Flexural-torsional buckling behavior of aluminum alloy beams

This paper presents an investigation on the flexural-torsional buckling behavior of aluminum alloy beams (AAB). First, based on the tests of 14 aluminum alloy beams under concentrated loads, the failure pattern, load-deformation curves, bearing capacity and flexural-torsional buckling factor are studied. It is found that all the beam specimens collapsed in the flexural-torsional buckling with excessive deformation pattern. Moreover, the span, loading location and slenderness ratio influence the flexural-torsional buckling capacity of beams significantly. Secondly, besides the experiments, a finite element method (FEM) analysis on the flexural-torsional buckling behavior of AAB is also conducted. The main parameters in the FEM analysis are initial imperfection, material property, cross-section and loading scheme. According to the analytical results, it is indicated that the FEM is reasonable to capture mechanical behavior of AAB. Finally, on the basis of the experimental and analytical results, theoretical formulae to estimate the flexural-torsional buckling capacity of AAB are proposed, which could improve the application of present codes for AAB.     

钢-混凝土组合悬臂梁施工稳定性分析

用ANSYS非线性有限元程序,结合重庆某正在施工的钢-混凝土组合连续刚构桥,对钢-混凝土组合悬臂结构在不同施工阶段,不同施工步骤的第1阶屈曲模态及特征值进行了数值模拟研究。结果表明:翼缘板对整个组合结构的稳定性作用不大,但提高了腹板的稳定性;加劲肋提高了钢-混凝土组合结构整体的稳定性,并且其作用不受跨径变化的影响。横隔板在跨径较小时,发挥的作用远超过加劲肋,随着跨径增大,其作用迅速降低;混凝土由于自重太大,对组合结构的稳定作用不大,若施加部分过长,对结构的稳定将起副作用。     

大跨径拱肋吊装过程中扣塔的稳定性分析

介绍了在结构稳定性分析中有限元法的分析原理,以某特大桥为工程背景,对吊装过程中的扣塔稳定性进行了有限元分析,得出了吊装施工过程中扣塔的屈曲临界荷载系数和失稳模态,为同类桥型的施工控制提供了理论基础。     

铝合金梁弯扭稳定系数的试验研究及数值分析

本文依托国家标准《铝合金结构设计规范》编制研究项目,采用数值分析与试验相结合的手段研究了铝合金梁弯扭稳定系数的计算问题。首先根据铝合金材料的Ramberg-Osgood本构关系,近似地将梁屈曲时截面边缘纤维的切线模量应用于全截面,由此得出无缺陷铝合金梁弯扭稳定系数的计算式;接着采用有限元数值模拟技术,应用壳板单元结合材料的随动强化模型,并同时考虑构件的初始缺陷,对强硬化和弱硬化合金分别拟合出Perry-Robertson形式的铝合金梁弹塑性弯扭屈曲稳定系数计算公式;最后,针对梁弯扭屈曲时侧向扭转的特点,合理设计了一套试验装置,并进行了铝合金拉伸力学性能的测定和10根跨中受集中力作用的简支工字梁弯扭屈曲承载力的测定,通过与试验结果的比较,验证了拟合公式的正确性。     

复合荷载作用下钢梁弯扭屈曲的临界弯矩:(Ⅱ)系数计算及数值算例

基于平面外4种边界约束条件简支钢梁在满跨均布荷载、跨中对称集中荷载和端弯矩作用下,以及平面外4种边界约束条件固支钢梁在满跨均布荷载、跨中对称集中荷载作用下的M_cr三系数(C_1,i、C_2,i、C_3,i)计算式,计算了典型单一荷载工况的M_cr三系数数值,给出了横向荷载与端弯矩共同作用简支钢梁以及横向荷载两两共同作用固支钢梁的复合弯矩系数C_b计算式,通过数值算例验证了本文M_cr三系数和复合弯矩系数计算式的精度。最后对比了本文的M_cr三系数数值与EN 1999-1-1:2007和ENV 1993-1-1:1992中单一荷载的M_cr三系数数值,校验了"4M"等效弯矩系数计算式对简支钢梁、固支钢梁的适用性。结果表明:对于除平面外边界约束条件为R-R(平面外两端简支且约束转动)外的单轴或双轴对称截面简支钢梁以及双轴对称截面固支钢梁,单一荷载的M_cr三系数的数值或计算式以及复合弯矩系数...