小高跨比单层单跨实腹门式刚架平面内弹性整体稳定分析

采用精确的有限元非线性分析方法对小高跨比单层单跨实腹门式刚架的平面内弹性整体稳定性进行了大量的参数分析,指出在梁上均布荷载作用下,当柱梁高跨比小于某一数值时,一般不发生传统理论所认为的反对称失稳模式,而是以对称失稳模式为主。给出了修正的柱计算长度系数,并与规范给出的数值进行了对比,认为这种对称失稳模式更不利于门式刚架的整体稳定,应该引起足够的重视。     

小高跨比实腹门式刚架平面内整体稳定性试验研究

采用位移控制加载法,对小高跨比实腹门式刚架在四点集中荷载作用下的平面内的弹性和弹塑性稳定性能进行了静力试验研究。试验模型Ⅰ用来研究刚架在平面内同时考虑几何非线性和材料非线性的稳定性能,试验模型Ⅱ、Ⅲ用来研究刚架在平面内仅考虑几何非线性的弹性稳定性能。吻合良好的试验和分析结果表明,刚架高跨比较小时,一般不发生传统理论所认为的反对称失稳模式,而是以对称失稳模式为主。通过大量的几何非线性有限元参数分析,给出了经修正的小高跨比刚架柱的计算长度系数。     

山形门式刚架的整体稳定分析

应用ANSYS程序,在竖向均布荷载作用下,对不同柱高、跨度和坡度的柱脚铰接的山形门式刚架进行了整体稳定分析。分析发现：高跨比是影响门式刚架稳定的主要因素,在高跨比小于1／5时,不发生传统理论所认为的有侧移失稳,而是以无侧移失稳为主：应当充分考虑斜槊内轴力、弯矩以厦斜梁坡度的影响,宜采用整体分析的方法对门式刚架进行分析和计算。     

变截面门式刚架平面内稳定发展概况

回顾了轻型钢结构体系的发展趋势,简要介绍了目前国内外对门式刚架体系的主要研究范围与设计方法,并针对在门式刚架稳定设计中存在的问题和局限,论述了对门式刚架研究的展望。     

不同高跨比门式刚架平面内稳定性研究

应用ANSYS有限元程序,在均布荷载作用下,对不同高跨比的门式刚架进行了弹性几何非线性分析。研究表明,在均布荷载作用下,除了梁柱线刚度比,刚架高跨比及屋顶坡度对刚架的稳定性能影响很大。     

变截面门式刚架的平面内弹性稳定计算

对楔形变截面轴压杆在各种边界条件(包括弹性约束)下的稳定性进行了详细研究,提出了简单而精度较高的计算式;对门架有侧移失稳时变截面梁对柱子提供的转动约束进行了分析,提出了高精度的近似计算式,可直接用于计算变截面门式刚架的计算长度或临界荷载.     

斜腿刚架平面内整体稳定性能研究

利用ANSYS有限元程序,考虑几何非线性,对梁柱不等截面的斜腿刚架在梁上作用均布荷载的情况下,进行了大量的荷载—位移全过程分析。分析中选取了七种H形截面,考虑了刚架高度与刚架跨度的比值、刚架柱倾斜角度和横梁坡度三个参数。给出了斜腿刚架柱的计算长度系数和刚架相应的失稳模式。     

单跨等截面柱门式刚架结构柱计算长度系数研究

钢骨架轻型屋面板作用下的门式刚架厂房,在铁路类检修厂房中得到较为广泛的应用。其屋面恒荷载取值通常远高于传统压型钢板门式刚架厂房的荷载取值,由于其自重较大,超出了《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》的适用范围;而应用《钢结构设计标准》对其进行设计时,梁、柱设计截面往往过大,且大多是由构件局部及整体稳定限值的构造要求引起的,造成工程造价的大幅增大。亟需进行相关研究解决以上问题。结合工程实际,采用力学方法,提出了两种柱脚连接方式的刚架柱顶支座刚度及平面内计算长度系数的计算公式。通过数值拟合,得到了近似公式。研究结果表明计算长度系数只与柱脚连接方式、水平弹簧支座刚度、转动弹簧支座刚度有关。研究结果对铁路类门式刚架厂房的设计具有现实的指导意义。     

单层轻型门式刚架厂房结构设计

随着我国经济的快速发展,轻型门式刚架房屋结构也得到迅速的发展,本文主要是针对单层轻型门式刚架结构的特点,并就整个结构体系的布置、单个构件的设计要点、设计中应注意的一些问题进行论述。     

等截面斜腿刚架平面内整体稳定性能研究

用ANSYS有限元程序,考虑几何非线性,对等截面斜腿刚架进行了大量的荷载-位移全过程分析。分析中考虑了柱倾斜角度、柱高度与跨度比和梁的起拱坡度等参数,以及梁上均布荷载和集中力两种加载形式,最后给出了斜腿刚架的各种失稳模式和相应刚架柱的计算长度系数,供设计时参考。二阶弹塑性算例分析表明,在利用有效长度法进行斜腿刚架平面内整体稳定性验算时,除刚架柱外,还要验算梁的稳定性。     

轻钢加层厂房的地震反应分析

结合实例,利用ANSYS有限元软件,采用三维空间有限元模型,对钢筋混凝土框架结构、门式刚架及加层后的整体结构进行了模态分析和谱分析,获得了结构的动力特性和地震作用效应的变化规律,为轻钢加层厂房的应用提供了一定参考。     

谈门式刚架的结构设计

简要介绍了门式刚架结构在我国的应用情况,并对其结构构成,荷载作用,传力路径及种类进行了阐述,着重对其材料要求和设计中应注意事项作了具体说明,以促进门式刚架轻型房屋钢结构的长足发展。     

New method of inelastic buckling analysis for steel frames

In general, the concept of bifurcation stability cannot be used to evaluate the critical load of typical steel frames that have geometric imperfections and primary bending moment due to transverse loads. These cases require a plastic zone or plastic hinge analysis based on the concept of limit-load stability instead. However, such analyses require large computation times and complicated theories that are unsuitable for practical designs. The present paper proposes a new method of inelastic buckling analysis in order to determine the critical load of steel frames. This inelastic analysis is based on the concept of modified bifurcation stability using a tangent modulus approach and the column strength curve. Criteria for an iterative eigenvalue analysis are proposed in order to consider the primary bending moment as well as the axial force by using the interaction equation for beam-column members. The validity and applicability of the proposed inelastic buckling analysis were evaluated alongside elastic buckling analysis and refined plastic hinge analysis. Simple columns with geometric imperfections and a four-story plane frame were analyzed as benchmark problems. The results show that the proposed inelastic buckling analysis suitably evaluates the critical load and failure modes of steel frames, and can be a good alternative for the evaluation of critical load in the design of steel frames.     

门式刚架设计应注意的问题

阐述了门式刚架目前在轻钢结构中的广泛应用和快速发展，针对门式刚架在设计中存在的问题提出了自己的看法，并就此进行了探讨分析，从而使设计更符合实际应用，保证设计产品质量的可靠性和安全性。     

单跨双层山形门式刚架的整体稳定性分析

在ANSYS下建立了单跨双层山形门式刚架的有限元模型,对影响其稳定性的主要因素进行了分析,在大量算例基础上,采用线性回归的方法拟合出该刚架发生特征值失稳时柱计算长度系数的实用计算公式,并与有限元的求解结果进行比较,证明了该公式具有较高的精确度。     

门式刚架轻型房屋钢结构设计中应注意的问题

结合工程实例,总结了门式刚架轻型房屋钢结构设计中常出现的错误,提出了应该注意的几个问题,以减少由于设计不周而造成的事故发生,供设计人员参考。     

Optimization of the buckling load of columns and frames

Single buckling mode columns and frames of a given volume are optimized numerically in order to obtain the highest resistance against buckling. In the optimization process, the uniformity of the specific bending energy due to the fundamental buckling mode plays the role of the objective function. The procedure uses the finite element method (FEM) and makes use of the ANSYS program to solve the eigenvalue problem in each step of the iteration. The numerical examples analysing various configurations of columns and frames under specified loading conditions demonstrate the convergence of the procedure. Some limitations of the method are discussed as well.