不同波纹腹板钢梁弹塑性整体稳定性能对比分析

基于有限元分析软件对用钢量相同的折线形、梯形、正弦曲线形波纹腹板钢梁进行了弹塑性非线性分析,同时考虑了几何初始缺陷以及几何非线性和材料非线性,并综合考虑了腹板厚度、钢梁高度、波纹周期等几何参数变化对钢梁弹塑性整体稳定性能的影响。通过非线性屈曲分析,对比分析了3种波纹腹板钢梁的弹塑性整体稳定临界荷载、荷载-侧向位移曲线以及临界荷载时的钢梁上翼缘的应力分布。结果表明,用钢量相同的3种波纹腹板钢梁,折线形波纹腹板钢梁弹塑性整体稳定承载力较梯形和正弦曲线形高。     

均布荷载下简支波浪腹板H形截面钢梁弹性整体稳定性研究

采用能量法研究简支波浪腹板H形截面钢梁的弹性整体稳定性,推导了满跨均布荷载作用下简支波浪腹板H形截面钢梁的弹性临界弯矩公式,通过引入波浪腹板H形截面钢梁的等效翘曲惯性矩和绕虚轴等效惯性矩,得到均布荷载作用下简支波浪腹板H形截面钢梁的弹性临界弯矩表达式与普通H形截面简支钢梁形式相同。采用有限元方法对均布荷载作用下简支波浪腹板H形钢梁进行模拟分析,与本文公式计算结果对比验证了所提公式准确有效。均布荷载作用下不同参数简支波浪腹板H形截面钢梁的有限元分析表明,简支波浪腹板H形截面钢梁的弹性临界弯矩大于平腹板H形截面钢梁;随着波浪腹板波幅的增大、翼缘宽度和翼缘厚度的增大,简支波浪腹板H形截面钢梁的整体稳定临界弯矩增大。     

基于等效刚度的蜂窝梁弯扭屈曲临界荷载计算方法

蜂窝梁是在梁腹板上开有连续规则孔洞的一种钢梁,腹板开孔后对其抗侧刚度有较大的削弱,因此整体稳定性能是蜂窝梁的重要问题。基于能量法推导出实腹梁弯扭屈曲临界荷载的计算式,采用等效刚度的方法,通过等效侧向抗弯刚度、等效翘曲刚度和等效扭转刚度推导了蜂窝梁的弯扭屈曲临界荷载的计算式。其次,考虑蜂窝梁截面尺寸、跨度、开孔率和距高比的影响,采用有限元方法对圆形孔和六边形孔蜂窝梁的弯扭屈曲进行了分析,得到了蜂窝梁弯扭屈曲临界荷载的变化规律,并验证了蜂窝梁弯扭屈曲临界荷载计算式的正确性,可为蜂窝梁的整体稳定设计提供参考。     

三角形空翼缘梁的极限承载力试验研究

在澳大利亚学者提出的空翼缘梁(HFB)的基础上,提出一种新型三角形空翼缘梁(THFB)。通过试验测试,对三角形空翼缘梁(THFB)和传统H型钢梁在承受集中荷载作用下的破坏过程进行了对比,发现两种梁的破坏模态存在明显差异,THFB在集中荷载作用下极易发生局部屈曲,传统H型钢梁则易发生整体失稳,且THFB比传统H型钢梁具有较好的抗弯扭性能。利用有限元软件ANSYS对试验试件进行有限元模拟,试验结果和有限元模拟结果吻合较好。基于所建的有限元模型对THFB进行参数分析,参数主要包括上翼缘板厚、上翼缘板宽、腹板厚和钢材屈服强度,得出了THFB梁的承载力随不同参数的变化规律。最后结合理论和有限元分析,验证了Eurocode 3提供的H型钢梁设计公式计算THFB极限承载力的适用性。研究结果表明:采用Eurocode 3提供的H型钢梁设计公式对THFB的极限承载力进行验算是安全的,但偏于保守。     

装配式钢筋混凝土柱-钢梁框架节点抗震性能试验研究

通过4个1/2比例装配式钢筋混凝土柱 钢梁框架节点低周往复荷载作用下的试验研究,分析了节点区加劲腹板厚度及开孔的影响,研究该新型节点连接构造的受力性能及装配式钢筋混凝土柱 钢梁框架单元的抗震性能。基于试验结果对试件的破坏特征、滞回性能及变形组成进行分析。研究结果表明：装配式钢筋混凝土柱 钢梁框架节点滞回曲线呈纺锤形,梁端塑性铰区充分耗散能量,具有良好的抗震性能;装配式螺栓连接钢筋混凝土柱 钢梁混合节点具有良好的连接质量;加劲腹板厚度的增加一定程度上减小了节点的剪切变形,加劲腹板开孔对节点受力性能影响不大;梁弯曲变形引起的层间侧移在强柱弱梁型钢筋混凝土柱-钢梁框架节点总侧移中所占比例最大,节点剪切变形所占比例较小。     

第五章 钢管混凝土构件的节点构造(二)

三、高层建筑中钢管混凝土控的铰接节点铰接节点的特点是,只把梁的支座压力通过牛腿等构件传给柱子,不传递弯矩。这类节点有两种,一是梁为铰接简支梁,另一类是梁为铰接连续梁。（一）简支梁的梁柱铰接节点最简单的牛腿是由顶板和腹板组成Ｔ字形（图２８（ａ））,用剖口焊与管壁焊接。这种节点构造,不论是钢梁还是钢筋混凝土梁都可用。当梁的支反力较大时,可采用顶板和两块腹板组成的Ⅱ形牛腿,甚至带下灵缘的１字形或见形牛腿（图５—２８（ｂ））。牛腿的顶板（上翼缘板）应和加强环结合起来,此加强环很重要,起着保证管柱圆形不变…     

大尺寸波形钢腹板H型钢梁局部受压承载力分析

为满足桥梁和建筑建设需要,研究大尺寸波形钢腹板H型钢梁在局部压力作用下的承载力,共设计了 5个试件进行静力加载试验.试验表明,2000型和2400型大尺寸波形钢腹板与1600型波形钢腹板局部受压承载力相差不大,试件的破坏现象均为钢腹板的屈服破坏以及翼缘板和加劲肋的弯曲.试验过程中试件的弹塑性阶段较为显著,达到极限荷载后...     

波形钢腹板组合槽型梁静载试验与有效预应力分析

波形钢腹板组合槽型梁是一种新型下承式开口薄壁桥梁结构,对4片按照1/4相似比进行设计的试验梁进行两点对称加载和有限元分析,研究两组试验梁在对称荷载作用下的荷载位移关系、截面应变分布、裂缝发展规律和破坏形态等,分析张拉预应力和释放预弯力后试验梁底板混凝土的有效预压应力。研究表明：竖向荷载作用下试验梁符合平截面变形规律,应忽略波形钢腹板对抗弯刚度的贡献和底板混凝土对抗弯承载力的抵抗作用;试验梁混凝土受压区受限于上翼缘板,其应变分布为梯形而非常规的三角形分布;下承式槽型截面的中性轴偏低,波形钢腹板预弯钢梁反弹能够有效地对混凝土施加预压应力;采用波形钢腹板能有效提高槽型梁的预应力施加效率,文中建议的波形钢腹板组合梁预应力等效荷载法,能准确计算此类结构的混凝土有效预压应力;两组试验梁由于配筋量的不同分别发生塑性和脆性弯曲破坏;波形钢腹板组合槽型梁的自重轻、抗弯刚度较大、具有较好的延性和抗裂性能。     

无加劲冷成型方钢管-H形钢梁翼缘板焊接节点受拉性能试验研究

为研究无加劲方钢管柱-H形钢梁节点的特性,对粱翼缘板与柱段焊接组成的节点进行试验研究,分析截面形成方式、钢管成型焊缝位置、与平面受力正交方向上的梁翼缘板约束作用、梁翼缘板端部构造形式以及钢管与梁翼缘板几何参数对连接的力学性能的影响.试验设了3组11个试件,得到单调拉伸荷载作用下各试件的开裂荷载、极限荷载与各部分变形等力...     

不同波纹腹板钢梁弹性整体稳定性能对比分析

基于有限元分析方法对用钢量相同的折线形、梯形、正弦曲线形波纹腹板钢梁进行了弹性的特征值屈曲分析,综合考虑了腹板厚度、钢梁高度、波纹周期等几何参数变化的影响,对比分析了3种波纹腹板钢梁的弹性整体稳定临界荷载。分析结果表明,用钢量相同的3种波纹腹板钢梁,折线形波纹腹板钢梁弹性整体稳定承载力较高。     

正弦波纹腹板工形截面悬臂钢梁的弹性整体稳定研究

分析了上翼缘作用均布荷载的正弦波纹腹板悬臂钢梁的整体稳定性能影响因素,并对构件的弹性弯扭屈曲荷载的计算方法进行了探究。借助有限元分析软件ABAQUS计算了构件弹性弯扭屈曲临界荷载,比较了不同情况下构件的弹性弯扭屈曲临界荷载,确定了影响因素及影响大小。尝试根据已有的研究寻找计算正弦波纹腹板悬臂钢梁的稳定承载力的方法,并将计算结果与有限元解进行了对比,检验了计算方法的可行性。结果表明:腹板波长对波纹腹板悬臂钢梁整体稳定性能影响最大,腹板波长变化几乎没有影响;减小翼缘尺寸能够凸显出波纹腹板悬臂钢梁的优势;根据已有理论计算正弦波纹腹板悬臂钢梁的整体稳定存在较多问题。     

型钢混凝土结构转换梁施工技术

盛大金磐公寓2号楼位于上海浦东陆家嘴金融贸易区内的东昌路与银城路交汇处。该建筑为地下2层、地上42层,建筑面积49174m2,地下室建筑面积2390m2,建筑物总高度144.5m,为部分框支剪力墙结构。结构3层(标高8.25m)局部设有转换层,转换层框支梁,KZL-1-KZL-5为型钢混凝土结构梁,截面尺寸分别为1200×2000、1100×2200、1800×2200、800×2400,型钢混凝土转换梁中的钢结构主要为焊接工字型钢梁,工字型钢梁高为1600和1800,腹板厚40,上下翼缘宽250,翼缘板厚50,其最大跨度净距为11.07m(M轴上9-14轴梁和14-19轴梁),转换层板厚220,转换层梁板混凝土标号为C50°本文就该建筑的转换梁施工技术介绍如下。     

《钢结构设计规范》(GB50017—2002)焊接工字梁腹板的局部稳定和考虑屈曲后强度的计算

与现行《钢结构设计规范》(GBJ17—88)相比,新修订的《钢结构设计规范》(GB50017—2002)对焊接工字梁腹板屈曲临界应力和局部稳定的计算作了较大的改动,增加了梁腹板考虑屈曲后强度设计的相关条文。对弯矩、剪力和局部压力单独作用下的腹板屈曲临界应力作了修正,考虑了板件的几何缺陷和材料非弹性性能,对于直接承受动力荷载的吊车梁及类似构件或不考虑腹板屈曲后强度的焊接工字梁,要求按规定配置加劲肋,并验算腹板的局部稳定性,计算局部稳定的相关公式随着临界应力的修正也作了相应的调整;建议承受静力荷载和间接承受动力荷载的焊接工字梁宜考虑腹板屈曲后强度,按考虑腹板屈曲后强度来计算梁的的抗剪和抗弯承载力,而不再验算腹板的局部稳定。本文详细介绍了规范条文修改的理论依据,比较了新旧设计方法的差异,并通过设计实例说明了新设计方法的优越性。     

钢框架梁端翼缘板加强型节点的数值研究

针对翼缘板参数对钢框架梁柱节点抗震机理的影响,对8个1/2尺寸的T型有限元翼缘板加强型节点模型进行低周反复荷载作用下的滞回性能研究,采用有限元软件ANSYS进行模拟分析,得到满足节点抗震要求的翼缘板参数取值数据。研究结果表明,翼缘板加强型节点的塑性铰在距离翼缘板端部1/3梁高位置处形成,翼缘局部屈曲明显,腹板凸凹严重,节点域屈服,塑性铰外移现象明显。同时,翼缘板参数对节点的承载力和延性有明显影响,当翼缘板的长度增加时,节点的承载力有所提高,但其滞回性能和延性降低;当翼缘板的厚度增加时,节点承载力变化不大;翼缘板长度较大(大于1倍梁高)时,柱翼缘发生局部屈曲,违背了"强柱弱梁"的设计思想。建议翼缘板参数取值范围:翼缘板长度为梁高的0.5～1.0,厚度为梁翼缘厚度的1.2倍～1.4倍。     

钢结构次梁设计模式与经济性比较研究

钢梁设计模式有：弹性设计、考虑屈曲后强度设计和组合梁设计。由这3种设计模式出发,着眼于钢结构次梁设计,在相同的荷载和几何条件假设下,比较分析了满足承载能力和正常使用极限状态要求的次梁用钢量,得出组合梁设计为最优设计模式。在钢结构设计中,次梁设计宜优先采取组合梁设计或考虑屈曲后强度设计,腹板局部稳定的控制可采用临界剪切应力法,腹板高厚比不必局限于规范规定的限值80槡235/fy,在满足结构安全的前提下,应使经济参数最优化。     

叠层钢梁整体抗弯性能试验研究

为研究上、下层梁通过新型连接件叠合而成的叠层钢梁整体抗弯性能,设计一根3 m长的简支叠层拼合外伸钢梁。通过受弯试验,得到极限荷载、破坏模式、挠度、应变分布以及滑移与荷载的关系曲线。研究结果表明:新型连接件能有效传递叠层梁的层间剪力,采用连接件的叠层钢梁具有很好的整体受力性能;叠层钢梁试件的破坏形态为支座处梁局部屈曲破坏,连接件在整个加载过程中未发生明显变形,能够满足箱体建筑的设计需要。     

钢梁侧扭屈曲的理论、试验研究及其验算方法 (上)

<正> 主要用于房屋结构的我国通用规范《钢结构设计规范》(TJ17-74),将于今年开始进行修订。本文就钢梁侧扭屈曲问题简单介绍当前国内外的理论和试验研究概况,评述各国现行设计规范中采用的验算方法,供我国修订有关条文时参考。钢梁最常用的截面是工字形,其绕截面两主惯性轴的惯性矩往往相差极大,即I_x》I_y。跨度中间无侧向支承的梁在最大刚度平面内承受横向荷载或力矩作用时,当荷载到达一定数值,常迅速产生较大的侧向位移u和扭转角θ,使梁丧失承载能力。这一现象叫做侧扭屈曲或丧失整体稳定。研究钢梁的侧扭屈曲,就是要求得产生侧扭屈曲时的临     

单侧火灾下预应力混凝土多梁肋T型结构翘曲分析

为研究火灾下预应力混凝土多梁肋T型结构翘曲形态,建立了梁肋单侧火灾下预应力混凝土多梁肋T型结构的火灾模型,给出了翘曲计算方法,采用ANSYS分析了梁肋单侧火灾下预应力混凝土多梁肋T型结构翘曲规律。研究结果表明:边肋外侧受火时,边肋在四分点的横桥向凸翘显著,沿纵桥向翘曲呈W型,桥面板呈单侧翼缘板翘曲或双侧翼缘板翘曲形态;边中肋间受火时,梁肋横桥向翘曲呈V型,翘曲值大;中肋间受火时,梁肋横桥向翘曲呈倒W型,桥面板形成受火区鼓包形态;所得结论可为预应力混凝土多梁肋T型结构火灾后评估提供科学依据。     

帽型薄壁钢梁-轻骨料混凝土组合楼板受力性能试验研究

由帽型冷弯薄壁钢梁作为组合楼板的承重骨架,与轻骨料混凝土预制板块经后浇水泥砂浆而形成轻质组合楼板。为研究其受力性能,设计并制作了5块具有不同构造特征的组合楼板试件,对其进行了简支条件下的静载试验。结果表明：该组合楼板具有较大的整体刚度和承载能力,当等效均布荷载达到正常使用状态的荷载标准值3.2kN/m2时,跨中挠度远小于L/500。当组合楼板的整体变形较大时,帽型钢梁内部的外伸腹板对提高组合楼板的整体刚度产生明显作用,极限状态下割线刚度是帽型钢梁内部无外伸腹板时的2.5倍;当次梁截面高度由20mm增至50mm时,组合板的极限荷载增幅为87.5%。     

折线形钢梁支座水平反力及挠度试验研究

选取5种不同坡度铰接折线形钢梁进行压弯试验,观察试验梁破坏形态并分析试验结果,结果表明试验梁的极限承载力随坡度的减小先下降后缓慢上升;荷载-挠度曲线表现为弹性和弹塑性;梁端水平位移较大幅度地增加了试验梁挠度,坡度越小的试验梁对梁端位移的增加越敏感。分析了考虑和不考虑支座相对位移时,坡度、钢梁跨度和集中荷载作用点等变量对钢梁的支座水平反力和跨中挠度的影响,并给出了均布荷载作用下钢梁的支座水平反力和跨中挠度,为钢筋混凝土柱-钢梁的设计提供理论依据。