冷弯效应对冷弯钢管梁正面影响分析

采用非线性理论,对比同尺寸的冷弯矩形钢管梁和焊接箱形梁承载力的比值,在极限承载力状态时,进行了冷弯效应对冷弯矩形钢管梁的正面影响分析。得知冷弯效应对冷弯矩形钢管梁非线性屈曲荷载的正面影响相当大,但随着截面尺寸的增大正面影响逐渐减小。     

冷弯型钢钢管混凝土的应用研究

由于冷弯型钢具有焊缝少、制作简单等一系列优点，已在建筑结构中取得了广泛应用，本文首先探讨了冷弯型钢钢管混凝土存我国的应用前景，并简要介绍了福州大学最近进行的一批冷弯型钢钢管混凝土的试验和理论研究成果，最后建议了冷弯型钏钢管混凝上的构件承载力计算方法，供有关工程实践参考。     

冷弯型钢钢管混凝土的应用研究

由于冷弯型钢具有焊缝少、制作简单等一系列优点,已在建筑结构中取得了广泛应用,本文首先探讨了冷弯型钢钢管混凝土在我国的应用前景,并简要介绍了福州大学最近进行的一批冷弯型钢钢管混凝土的试验和理论研究成果,最后建议了冷弯型钢钢管混凝土的构件承载力计算方法,供有关工程实践参考。     

纯弯曲作用下对具有单向对称开口横截面的冷弯薄壁梁的双标准优化法

对处于弯矩作用下特定的槽钢截面的优化设计,主要采用两个标准来研究:薄壁梁的横截面积和梁的挠度。以横截面的几何参数为设计变量,其他约束包括整体和局部稳定条件、强度条件、以几何关系表示的技术或建造要求。本文主要以Pareto优化概念作为解决方案的基础,程序考虑了离散、连续、离散-连续等一系列设计变量。文中列举了数值分析结果,并加以讨论,最后指出将来的研究方向。     

冷弯薄壁型钢组合墙体循环荷载下抗剪性能试验研究

为考察冷弯薄壁型钢组合墙体在循环荷载下的抗剪性能,进行10片足尺墙体试件水平低周反复加载试验,得到不同构造墙体的屈服荷载、最大荷载、破坏荷载、耗能系数和延性系数等性能指标。试验结果表明:组合墙体的耗能能力较好;墙体的抗剪承载力主要来源于墙板的蒙皮作用;斜撑对提高单柱墙体抗剪承载力起一定作用,但对双柱墙体的作用很小;当忽略墙体开洞部分的抗剪承载力后,单位长度开洞墙体的抗剪承载力比普通墙体稍高,表明墙体开洞部分承担了一定剪力;双柱墙体比单柱墙体的抗剪承载力显著提高;试验过程中各试件立柱的应变反应普遍较大、横撑次之、斜撑最小;墙板在接缝处相对滑移较大,实际工程中应尽量减少墙板接缝,避免横向通缝。给出墙体的抗剪刚度及承载力设计值供设计使用,并对三层冷弯薄壁型钢房屋振动台试件进行抗震设计评估,结果表明,该房屋满足抗震要求。     

纯弯曲蜂窝梁弯扭屈曲的有限元分析

为了研究蜂窝梁纯弯状态下的弯扭屈曲,笔者利用有限元软件ANSYS对两种不同截面的H形钢梁在纯弯曲时的弹性弯扭屈曲临界弯矩进行了分析,对所得到结果与理论公式计算的结果进行了比较,结果吻合的较好,这表明所选单元及计算方法的正确性。根据这一结果,笔者认为蜂窝梁在纯弯曲时的弹性弯扭屈曲临界荷载也可以采用该软件进行模拟分析。然后,对开孔率相同跨度不同以及跨度相同度开孔率不同的蜂窝梁进行了计算,并对计算结果与原型钢进行了比较分析。分析结果表明,蜂窝梁的弯扭屈曲临界弯矩略高于原型钢钢梁,其值随着开孔率的逐渐增加而降低,但是开孔率的影响并不十分明显。     

纯弯曲蜂窝梁弯扭屈曲的有限元分析

为了研究蜂窝梁纯弯状态下的弯扭屈曲，笔者利用有限元软件ANSYS对两种不同截面的H形钢梁在纯弯曲时的弹性弯扭屈曲临界弯矩进行了分析，对所得到结果与理论公式计算的结果进行了比较，结果吻合的较好，这表明所选单元及计算方法的正确性。根据这一结果，笔者认为蜂窝梁在纯弯曲时的弹性弯扭屈曲临界荷载也可以采用该软件进行模拟分析。然后，对开孔率相同跨度不同以及跨度相同度开孔率不同的蜂窝梁进行了计算，并对计算结果与原型钢进行了比较分析。分析结果表明，蜂窝梁的弯扭屈曲临界弯矩略高于原型钢钢梁，其值随着开孔率的逐渐增加而降低，但是开孔率的影响并不十分明显。     

纯弯状态下蜂窝梁腹板稳定问题研究

针对国内尚无有关蜂窝构件的规范或标准可以执行的实际情况,进行了蜂窝梁腹板在纯弯状态下的稳定问题研究。基于薄板的弹性稳定理论,建立了孔口处腹板和孔间处腹板的计算模型;应用能量法,得出了板的稳定方程,确定了板的高厚比限值和最小弯曲刚度,可供有关设计参考．     

冷弯薄壁型钢受弯构件整体弯曲变形直接计算方法研究

对于冷弯薄壁型钢构件来说,目前的国外设计规范大多采用有效截面法来考虑局部屈曲对构件变形的影响.由于冷弯薄壁型钢构件的板件宽厚比较大,在正常使用阶段除了发生局部屈曲之外还可能发生畸变屈曲,从而影响构件的变形性能.通过探索一种无需求解构件的有效截面特性,利用全截面直接求解受弯构件整体弯曲变形的计算方法(简称“直接变形法”)...     

夹层钢管混凝土梁-柱在循环荷载作用下的性能分析

夹层钢管混凝土(CFDST)在桥梁和建筑的建设中具有很大的潜能。轴力和循环加载的弯曲荷载作用下,弯矩曲率曲线(M-(?)),柱侧向荷载-侧移曲线(P-Δ)模型的研究信息非常有限。建立了一个力学模型,用于分析轴向恒荷载和循环加载的弯曲荷载作用下的CFDST梁-柱。预测的组合梁柱的循环反应性能与试验结果一致。基于这个理论模型,对组合梁柱有关弯矩曲率曲线(M-(?)),侧向荷载-侧移曲线(P-Δ)的性能进行了参数分析。最后,提出了计算弯矩曲率曲线(M-(?)),侧向荷载-侧移曲线(P-Δ)的简化模型。     

侧向循环荷载下钢管混凝土柱的性能

给出准静态荷载作用下钢管混凝土柱累积损伤性能研究的试验结果。研究参数有:钢管的径厚比、2种类型的填充物(素混凝土和钢纤维混凝土)。试验第1阶段采用一系列基准试验来确定变幅循环荷载作用下钢管柱的滞后性能,试验第2阶段主要研究恒幅循环荷载作用下荷载大小和循环次数对钢管柱累积损伤的影响,并对试验结果进行了总结。研究表明,钢纤维混凝土填充的钢管混凝土柱与素混凝土填充的钢管混凝土柱相比,其延性和能量吸收能力显著增加,损伤指数降低。给出预测填充柱累积损伤指数的简单公式,该指数可以对新的和已有的填充柱进行地震安全评估。     

局部承压的圆形钢管混凝土构件试验

在很多桁架和网格结构中,钢管混凝土(CFST)构件都承受局部压力作用。以往的研究主要集中在这种荷载条件下的矩形CFST构件的性能,但是缺少对受局部承压力的圆形钢管混凝土构件的认识。文章意图填补这个领域的空白。对圆形钢管混凝土构件进行一系列试验,对无填充的圆钢管和素混凝土样本施加局部承压力。垂直加裁或呈45℃加载于构件上。由于荷载-变形曲线显示了其延性,采用一种变形极限来确定样本的极限强度。根据试验结果研究几种重要参数的影响。最后,提出可以预测局部承压的圆形钢管混凝土构件极限强度的设计公式。     

圆形焊接钢管的弯曲性能

采用数值计算方法对圆形焊接钢管的弯曲性能进行研究。用有限元(FE)法模拟环缝的焊接过程,采用三维(3D)热力耦合FE模型得到焊接残余应力和变形。结合焊接引起的几何缺陷和残余应力,对焊接圆钢管的失效模式、抗弯承载能力以及纯弯曲状态下的端部扭转性能进行了弹塑性大变形分析。结果表明,圆形焊接钢管的弯曲性能包含邻近焊缝处受压区的局部屈曲,这对端部扭矩有着显著影响。     

受弯薄壁钢管混凝土的试验研究与设计

介绍薄壁钢管混凝土(CFST)所进行的一组抗弯试验。对4个宽厚比为50～100的试验样本进行测试,其中两个为正方形样本,两个为矩形样本。通过试验获得试验样本的荷载-位移曲线、失效模式和极限承载力。建立受弯薄壁CFSTs的分析模型。该分析模型包括了约束混凝土的材料性能、冷弯薄壁型钢混凝土强度的增强、残余应力及钢板局部屈曲。所提出的模型还能较为精确地预测试验样本的性能和强度。此外,对现行的AISC标准、欧洲规范4和Han模型中关于受弯薄壁CFSTs的适用性进行了评估。     

圆形钢管混凝土柱的基础连接件

钢管混凝土柱促进了经济且快速的建设方式。两者的组合增大了结构钢和混凝土的强度和刚度,使用钢管作为模板和核心混凝土的约束减少了工作量。钢管混凝土柱为混凝土和钢材提供了一个共生关系来缓和其不良的失效模式,激发了各种材料的最优性能(混凝土和钢材)。综合作用下,混凝土抗压强度和刚度增大,延缓和抑制了钢管的局部屈曲,并提升其延展性和抗力。矩形钢管混凝土柱与圆形钢管混凝土柱都被应用于实际建设生产中,但由于圆形钢管混凝土柱可以提供更强的混凝土约束和综合作用而拥有更好的性能。对于圆形钢管混凝土柱来说,其缺少可靠的、有延展性的连接件。对这方面的研究调查进行介绍,包括关于圆形钢管混凝土柱柱脚或钢筋混凝土地基柱的简便经济的连接件的开发设计过程,并介绍和评价了桥梁结构中的桩帽与宽桩梁。这种连接件不需要销子和内在的加固就能将钢管与基脚或桩梁相连接。试验分析研究和评估了这种连接件的非弹性抗震性能,并确立了设计标准。将1个装配这种连接件的钢管混凝土柱的抗震性能与传统的钢筋混凝土柱相比较。结果显示,此种连接件进一步增强了组合柱的承载力。这种形式在地震荷载下能提供极佳的延展性和非弹性变形能力,甚至在大侧移情况下也能减轻损害。     

组合荷载作用下钢管混凝土构件的性能分析

研究了薄壁钢管混凝土构件在组合荷载如压扭,弯扭,压力、弯曲和扭转作用下的性能。采用ABAQUS软件进行有限元分析,对比发现,模型的计算结果与试验一致。采用该模型对在如压扭、弯扭、压弯扭等组合荷载下影响构件极限强度的重要参数进行研究分析。参数研究有利于今后推导计算复合构件在组合荷载作用下极限强度的公式。     

圆形钢管弯扭构件承载力实用计算方法研究

利用通用有限元软件ABAQUS对圆形钢管弯扭构件的荷载-变形关系曲线进行了计算,将计算曲线与实验曲线进行了比较,基本吻合。在此基础上,考虑不同加载路径的影响,对圆形钢管弯扭构件的工作性能进行了分析,最后在参数分析结果的基础上,提出了圆形钢管弯扭构件承载力相关方程的实用计算方法。本文的研究成果可为相关研究提供参考。     

上举荷载作用下局部约束槽钢檩条的弯曲分析

建筑中,冷弯型钢梁作为次要结构构件广泛用于支撑屋顶和侧面的包覆层或挡板。因此,这些构件常被视为侧向或旋转方向受到全部或部分约束。给出描述上举荷载作用下局部约束槽钢檩条的弯曲和扭转性能的分析模型。基于薄壁梁的经典弯曲理论推导出屋顶檩条弯曲应力的计算公式。将该模型和欧洲规范(EN1993-1-3)给出的简易模型进行对比。采用该模型和EN1993-1-3分别计算沿卷边、翼缘和腹板的弯曲应力分布,并将计算结构与试验数据和有限元分析结果进行比较,验证了该模型的准确性。     

预应力钢管混凝土圆柱抗震性能的改进

提出一种新的方法,旨在提高公路桥墩的圆形钢柱的抗震性能,并且辅以试验证明。该方法中,在桥墩中间放置一个特殊的受压构件以承担上部结构传来的轴向荷载。结果,在钢板非弹性屈曲变形中轴向荷载的影响可以被很好地控制。这个特殊的抗压构件由一个预应力钢管混凝土（PC-CFT）组成。