节点初始转动刚度对门式刚架平面内屈曲荷载影响研究

门式刚架一般均采用端板式连接,属半刚性连接,通过分析柱脚铰接与柱脚刚接两种情况的刚架稳定承载力随节点相对转动刚度以及梁柱线刚度比变化的关系曲线,得出在梁柱线刚度比相同情况下,刚架稳定承载力随转动刚度增大而增大,最后给出了刚架柱的计算长度系数表格以便工程应用。     

楔形变截面单跨门式刚架柱计算长度分析

针对《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECSl02：2002)中刚架柱计算长度系数取值上存在的一些问题——适用范围小(规定限于屋面坡度很小时公式适用)，而且未考虑斜梁内轴力的不利影响；本利用有限元法编程对柱脚铰接及刚接有侧移楔形变截面单跨门式刚架的整体稳定性进行了大量算例分析，提出了实用的确定楔形刚架柱的计算长度系数的方法。     

平板柱脚的转动刚度和柱的计算长度

平板柱脚在设计中通常作为铰接支座看待,而实际上却具有相当可观的转动约束作用。已发表的平板柱脚转动刚度的研究,大多结合框架柱的平面内稳定问题,本文则着重分析平板柱脚对轴心受压柱屈曲的约束作用。在细致分析现有试验资料的基础上提出转动刚度的计算公式,进而推出依据刚度系数得出柱计算长度系数的近似公式及利用规范表格查找这一系数的方法。为了进一步简化计算,又提出避开刚度计算直接采用0.75为计算长度系数的论证。最后,还分析了平板柱脚对轻型门式刚架柱平面外屈曲的约束作用,认为可以和平面内稳定一样取计算长度系数0.85。     

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。     

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。     

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。     

有吊车作用柱脚铰接门式刚架柱的计算长度

有吊车厂房中框架柱轴力和截面都呈阶形变化 ,对柱脚铰接的阶形柱的计算长度规范没有规定。通过对柱脚铰接的阶形柱的弹性屈曲分析 ,得到了框架柱平面内、平面外计算长度系数的表达式和计算表格 ,结果与有限元分析符合得很好。在此基础上 ,对计算长度系数公式进行了简化 ,结果对于工程设计人员进行框架柱的稳定性设计具有重要的指导意义。     

横梁均布荷载下单层无侧移刚架稳定承载力研究

为考虑横梁荷载下单层无侧移刚架的稳定承载力,首先采用转角位移法对横梁荷载下刚架稳定承载力进行分析,明确柱顶作用集中荷载与横梁作用均布荷载下的刚架稳定承载力相差很大。对横梁均布荷载下无侧移刚架的实用计算方法进行阐述,刚架需区分弱梁与弱柱刚架,前者采用梁柱易位法,后者采用传统的标准法确定柱计算长度系数。比较考虑二阶效应与实用计算方法所得柱计算长度系数,计算结果表明,考虑二阶效应将使柱计算长度系数偏于保守,横梁轴压力宜采用一阶分析。其次,采用有限元软件Abaqus分析两种典型无侧移刚架的屈曲性能,验证实用计算方法的正确性。最后,设计了96组算例对刚架类型的实用判别公式进行分析计算,并与有限元分析结果进行对比,验证了实用判别公式的正确性。     

柱脚弹性约束对门式刚架侧移和内力的影响

提出了拉压异性多弹簧柱脚模型以考虑外露式柱脚的弹性转动刚度，并将其引入单层轻型门式钢刚架的分析。算例结果表明：采用一对锚栓固定柱脚的轻型门式刚架，考虑柱脚转动刚度计算所得的最大柱顶侧移与铰接模型相比例移减小20％-40％左右。     

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。     

山形门式框架柱的计算长度的研究

山形门式框架由于斜梁有轴压力,柱的计算长度按《钢结构设计规范》GBJ18-88规定确定,对于斜梁倾角较小时,近似程度较好,当斜梁倾角较大时,误差就较大,而且偏于不安全,因此,本文就斜梁的轴压力,梁柱线刚度比,梁柱长度比等因素对山形门式框架柱的计算长度影响进行分析,分析结果表明上面三个因素对柱脚嵌固比柱脚铰支的计算长度影响严重的多,在钢结构设计中考虑这些因素的影响是必要的。     

底层柱脚连接方式不同时框架柱计算长度

针对底层柱脚连接方式相同的不对称框架已有层梁柱合并的方法求解框架柱计算长度系数,对于底层柱脚连接方式不同的不对称框架,文章提出了将底层柱脚铰接的框架柱予以刚度折减转换为底层柱脚均为固端的不对称框架,继而求解各柱计算长度系数,该方法仅需初等代数运算即可得到精度良好的解。     

大悬挑变截面梁折线形斜柱钢刚架受力性能试验研究

大悬挑变截面梁折线形斜柱钢刚架,结构型式不规则、受力复杂。为考察其受力性能,评价其安全性,对该结构进行了设计验证和极限承载力的缩尺模型试验研究和有限元分析。试验研究表明：变截面梁折线形斜柱钢刚架在设计荷载作用下均处于弹性状态,在极限承载力试验中,变截面梁与折线形斜柱连接部位最先屈服,2.56倍设计荷载时结构达到极限状态。结合试验结果与有限元计算结果,分析了结构的受力变形特征和内力分布规律,分析表明,有限元计算结果与试验结果吻合良好,试验结果验证了理论分析与原型结构设计的正确性;研究表明,折线形斜柱大悬挑钢刚架结构在保证顶部水平约束的情况下,具有较高的承载能力和足够的安全性。     

山形门式刚架的梁柱计算长度

本文分析了山形门式刚架的整体稳定性。编制成的通用程序ELPF能够求算在任意荷载作用下不同类型的山形门式刚架的梁柱临界轴力及其计算长度系数。本文进行了参数研究,得到了柱脚铰接和柱脚固定两种支座类型的山形门式刚架的梁柱计算长度系数随不同参数变化的一系列曲线。所得结果可供实际工程参考和使用。     

三河粮库平钢结构仓设计

介绍门式刚架在散装粮食 侧向推力作用下的基础设计、柱脚抗剪键设计以及梁了点城的腹板斜加劲肋设计,并对梁节点域的腹板斜加劲肋的计算提出建议公式。     

工业化装配式高层钢结构桁架梁腹杆计算长度分析

新型工业化装配式高层钢结构桁架梁不同于传统形式的桁架梁,需将其简化成单根腹杆和弦杆进行稳定验算,并用计算长度来体现结构其他部分的约束作用,但GB 50017—2003《钢结构设计规范》对桁架梁腹杆计算长度的规定比较保守。基于刚架弹性稳定理论以及相关研究成果建立的四弯矩方程,综合考虑桁架梁的上、下弦杆刚度和节点刚度对腹杆计算长度的影响,推导出杆件群的稳定方程以及腹杆计算长度系数的计算方程。通过MATLAB编程解超越方程,列出了可供工程设计使用的桁架梁腹杆计算长度系数用表。针对节点实际刚度与计算刚度不一致的现象,推导了腹杆-弦杆半刚性节点刚度与节点弯矩关系的解析公式,求出节点刚度,便于设计人员查表得到相应计算长度系数。     

冷弯薄壁型钢门式刚架极限承载力影响因素

为研究冷弯薄壁型钢门式刚架极限承载力,提出梁-弹簧单元模拟冷弯薄壁型钢门式刚架节点工作性能和考虑构件初始几何缺陷影响的有限元模拟分析法,研究冷弯薄壁型钢门式刚架在竖向荷载作用下的变形性能及破坏特征。对已有冷弯薄壁型钢门式刚架试验模型进行模拟分析的结果显示,有限元计算结果与试验结果吻合较好。通过改变构件的腹板厚度和翼缘宽度、节点板厚度、刚架梁坡度、柱脚刚度等因素计算刚架极限承载力,计算结果表明,增大前述各个参数值均可以提高冷弯薄壁型钢门式刚架的极限承载力。     

门式刚架水平支撑和柱间支撑内力计算分析研究

本文把门式刚架、水平支撑和柱间支撑组成的结构体系力学模型,看成是一个空间单层网壳,其中,门式刚架的柱和斜梁作为梁柱单元,水平支撑和柱间支撑作为二力杆单元,与柱和斜梁铰接连接;采用浙江大学建筑工程学院的设计软件MSTCAD对其受力机理进行分析研究,并用一个实例说明支撑结构的内力分布规律。     

某火车站房超高外斜椭圆形变截面钢管柱整体和局部稳定性分析

薄壁椭圆形变截面钢管柱在复合荷载作用下的整体和局部稳定性计算尚无具体规范可查。结合实际工程，采用理论分析和有限元分析的方法对某火车站房超高外斜椭圆形变截面钢管柱稳定性进行研究。采用具有等效刚度的弹簧约束模拟柱顶的边界条件，同时结合有限元分析软件正向求解、经典欧拉公式和挠度公式逆向推导的方法来计算其等效轴压刚度EAeq，等效弯曲刚度EIeq和计算长度系数μeq等几何参数。计算结果表明，该超高外斜椭圆形变截面钢管柱受力最大的柱底是整个柱的最薄弱位置；在考虑柱的实际应力的情况下，环向和纵向加劲肋的配合设置，不仅能经济有效地解决局部稳定问题，而且能增大柱的整体刚度，减小柱顶位移。本文研究可为异形大直径薄壁构件的设计提供借鉴。     

多层框架单向无梁柱稳定性研究

为解决多层框架中单向无梁柱在无梁方向计算长度过大所造成的设计困难,用有限元方法研究了影响单向无梁柱无梁方向稳定性的诸多因素,指出层数、梁(另一方向)柱线刚度比值是其中最重要的影响因素;在设计多层框架单向无梁柱时,可利用另一方向增大了平面外线刚度的框架梁作为柱无梁方向的弹性支撑来增强其稳定承载力,减小计算长度;最后,给出了可用于此类柱设计的计算长度系数及采用此系数必须满足的梁柱线刚度比值。