铝合金矩形开孔柱轴压性能试验研究

采用试验研究的方法,对6061-T6系列和6063-T5系列的铝合金矩形开孔柱的轴心受压性能进行了试验研究。试验主要研究了材料的力学性能、试件的初始几何缺陷、变形性能、破坏模式、轴压承载力、孔洞的存在及数目对铝合金轴心受压构件承载力和屈曲模式的影响等,并将试验所得结果与各国铝合金设计规范中相关公式计算所得结果和北美冷弯型钢轴心受压开孔构件的有效宽度法公式的计算结果进行了对比。通过试验和对比发现:中国规范关于铝合金轴心受压构件极限承载力的计算结果偏大,欧洲规范更贴近试验结果,孔洞的存在降低了构件的承载力,北美冷弯型钢轴心受压开孔构件的计算公式不适用于铝合金开孔构件。     

大截面铝合金轴压构件整体稳定试验研究

随着大跨度铝合金结构的兴起,大截面铝合金构件的应用越来越广泛。为研究大截面铝合金轴心受压构件整体稳定性能,针对4个工字形6061-T6铝合金轴心受压构件和3个箱形6061-T6铝合金轴心受压构件进行了试验研究。试验中,以长细比为变量研究了构件的稳定承载力、破坏形态和荷载-位移曲线。并将试验结果与中国规范、欧洲规范和美国规范进行了对比。所有构件均发生典型的整体失稳破坏形态,中国规范与欧洲规范均对构件的承载力有明显低估,而美国规范较为准确地预测了试验结果。试验结果可为GB 50429—2007《铝合金结构设计规范》的修订提供建议。     

圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件承载力的简化计算

针对建筑规范中沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件的正截面受压承载力的计算方法,以轴心受压、纯弯和大小偏压界限破坏时的承载力为校准点,提出了圆截面偏心受压构件承载力的简化计算公式。对比分析表明,由简化公式得到的偏心受压承载力的计算值与由规范公式得到的承载力吻合较好,误差在3%以内。     

激光焊接不锈钢工字形截面中长柱受力性能研究

为研究激光焊接奥氏体不锈钢工字形截面轴心受压中长柱的承载性能,对10根激光焊接不锈钢工字形薄柔截面中长柱进行轴心受压试验研究,结果表明,中长柱的破坏模式均为板件局部屈曲与构件整体弯曲屈曲的相关失稳。同时,基于残余应力试验,验证了已有激光焊接不锈钢工字形截面的残余应力分布模型。基于试验结果验证了有限元模型,对激光焊接不锈钢工字形截面轴心受压中长柱开展参数分析,研究了几何初始缺陷和残余应力对中长柱稳定承载力的影响,结果表明,残余应力是影响中长柱稳定承载力的主要因素。结合试验和有限元计算结果,对CECS 410:2015《不锈钢结构技术规程》中轴心受压构件稳定承载力设计公式的适用性进行评估,并考虑残余应力的影响修正了轴心受压构件整体稳定设计公式的计算系数。采用修正后计算系数的规范公式能准确计算激光焊接不锈钢工字形截面轴心受压构件的稳定承载力。     

卷边C形截面不锈钢柱畸变屈曲直接强度法

为研究轴心受压卷边C形截面不锈钢柱的畸变屈曲承载力,采用ABAQUS软件对不锈钢轴压构件进行了非线性有限元模拟,并通过现有试验验证了有限元模型计算结果的准确性。弹性畸变屈曲荷载是采用直接强度法（DSM）的关键参数,首先研究了边界条件对构件承载力的影响,然后对比分析了现有轴心受压卷边C形截面不锈钢柱畸变屈曲承载力的计算方法与试验结果,发现BECQUE等提出的DSM公式与AISI中的畸变屈曲DSM公式均不能准确地预测卷边C形截面不锈钢构件的畸变屈曲承载力。最后,在大量有限元分析的基础上提出了轴心受压卷边C形截面不锈钢柱畸变屈曲承载力计算公式,并采用现有的试验结果验证了该公式的准确性。     

CFRP增强铝合金组合杆件的受力性能与设计方法

铝合金和CFRP(碳纤维增强复合材料)都具有轻质、耐腐性强、无磁性等优点,将两者组合应用于结构中既能发挥出它们共同的优势,又能相互弥补各自不足。本文以轴心受力为主的杆系空间结构为背景,对圆管截面和方管截面的CFRP增强铝合金构件的受力性能进行了系统的试验研究,包括18个短管轴压试验,15个长管轴压稳定试验和6个弯曲试验。基于试验进行了理论分析,提出了基于铝合金名义屈服强度的组合构件轴心受压承载力计算公式和组合管局部屈曲承载力计算公式;并提出了组合构件抗弯刚度的计算方法;还比较了多个计算模型,建议了组合长管轴压稳定承载力的计算方法。这些设计计算方法,为合理应用CFRP增强铝合金组合构件建造大跨空间结构提供了设计依据。     

铝合金E形截面轴压构件整体稳定系数研究

针对门窗和幕墙工程中常用的铝合金E形截面轴心受压构件,根据有限元法计算结果,拟合得到了构件整体稳定系数实用计算公式。用它得到的计算结果接近且略小于采用英、美相应规范的计算结果,能更好地满足计算精度和安全度的工程设计要求。     

铝合金偏心受压构件理论和试验研究

进行了45个国产6061-T6铝合金挤压型材的偏心受压构件试验,搜集到了12个已有同类试验数据。通过对国产铝合金偏心受压构件进行大规模数值计算,得到了1920条偏压构件弯曲失稳的相关曲线。在此基础上,将常用截面类型分为了三类,并拟合出了计算三类截面偏压构件弯曲失稳的精确相关公式,同时也拟合出了适用于所有截面类型的下限相关公式。最后,将拟合公式和试验数据进行了比较。结果表明:所有试验点均高于下限相关曲线,而和精确相关曲线十分接近。因此,本文提出的公式能够用于计算铝合金偏心受压构件的弯曲失稳极限承载力。     

特高压Y型截面角钢输电塔设计研究

由于双拼十字角钢截面受力不均及经济性较差,本文提出采用角钢焊接钢板的Y型组合截面设计特高压铁塔.经过构件有限元分析、构件与铁塔真型试验,获得Y型截面合理的轴心受压承载力计算方法,Y型截面角钢轴心受压承载力可按钢结构规范b类柱子曲线及相关弯扭失稳折算公式进行计算,相比双拼十字角钢节省输电塔材料量约7%.     

长期荷载作用对矩形钢管混凝土轴心受压柱力学性能的影响研究

考虑长期荷载作用效应的影响 ,进行了矩形截面钢管混凝土 (以下简称矩形钢管混凝土 )轴心受压构件变形和承载力的试验研究。基于美国混凝土学会 (ACI 1992 )提供的混凝土徐变和收缩模型 ,对长期荷载作用下矩形钢管混凝土构件的变形进行了计算 ,理论结果和试验结果吻合较好。利用数值方法分析了考虑长期荷载作用影响时 ,矩形钢管混凝土轴心受压柱的荷载 -变形关系曲线 ,理论计算曲线和试验曲线基本吻合。在系统分析了长细比、截面含钢率、钢材种类和混凝土强度等因素影响的基础上 ,提出了考虑长期荷载作用影响时矩形钢管混凝土轴心受压柱承载力的简化计算公式