腹板开孔冷弯卷边槽钢受弯构件弹性屈曲

采用理论和有限元方法分析腹板开孔冷弯薄壁型钢受弯构件弹性整体弯扭失稳、弹性畸变屈曲失稳以及弹性局部屈曲失稳的屈曲荷载。通过理论分析提出计算腹板开孔卷边槽形截面受弯构件弹性整体弯扭失稳、弹性畸变屈曲失稳以及弹性局部屈曲失稳荷载的简化计算方法,通过与有限元计算结果进行对比,近似简化方法计算结果与有限元分析结果比较接近,表明建议弹性屈曲荷载计算方法具有较高的精度,可用于开孔受弯构件整体稳定承载力以及屈曲稳定系数的计算,能够代替复杂的有限元方法进行开孔构件弹性屈曲荷载的简化计算,易用于工程设计。     

某复杂高层混合结构屈曲分析

对本工程从整体到局部进行了屈曲分析,采用SAP2000有限元分析程序对结构进行整体屈曲分析,综合考虑周围构件的边界约束条件,并用大型有限元软件ANSYS对单根柱进行屈曲分析,主要研究结构中的抗风水平桁架的弹性支承作用对所支承柱稳定性的提高作用.分析结果表明,抗风桁架改变了所支承柱的屈曲模态,提高柱子的屈曲荷载;荷载的分布形式对结构的屈曲荷载有一定的影响;在边界条件模拟合适的情况下,局部模型的屈曲分析也能取得可靠的结果.     

卷边槽钢开孔轴压构件弹性屈曲荷载

采用理论和有限元方法分析腹板开孔冷弯薄壁型钢截面轴压构件弹性整体弯曲失稳、弹性畸变屈曲以及弹性局部屈曲的受力性能以及屈曲荷载。在理论分析的基础上提出了计算腹板开孔卷边槽形截面构件弹性整体弯曲失稳、弹性畸变屈曲以及弹性局部屈曲荷载的近似简化方法,简化方法计算结果与有限元分析结果对比表现出较高的精度,表明建议弹性屈曲荷载计算方法可用于开孔构件整体稳定承载力以及屈曲稳定系数的计算,能够代替复杂的有限元方法进行开孔构件弹性屈曲荷载的简化计算,易于用于工程设计。     

非弹性屈曲下蜂窝钢梁的弯矩梯度因子

蜂窝钢梁的抗弯承载力受局部和整体失稳影响。使用有限元法研究混合屈曲模式下蜂窝钢梁的非弹性性能,建立一个考虑弯扭或畸变屈曲和横截面局部化变形之间相互作用的三维的非线性有限元模型,并根据现有研究文献中的可用结果进行验证。研究包括受三种不同荷载(跨中荷载、均布荷载和端弯矩)作用的简支梁,通过参数分析,从而评估不同几何参数对蜂窝钢梁非弹性稳定性的影响。这些参数包括钢梁横截面尺寸、翼缘宽度和厚度、腹板高度和厚度、开孔的形状和间距。介绍模拟研究中考虑各种尺寸的不同屈曲模式所对应的弯矩梯度因子。研究结果有望帮助更深入地研究蜂窝钢梁的性能,并准确预测弯矩梯度因子和这种特殊钢梁的抗弯承载力。     

非均匀受压矩形钢管混凝土局部弹性屈曲分析

应用不同的特征函数描述了矩形板在非均匀压力作用下的屈曲形态,解决了采用三角级数为屈曲函数模拟非均匀受压荷载作用下单侧表面约束矩形板件屈曲模态的不对称问题;通过伽辽金法建立屈曲控制方程组,分析了非均匀荷载作用对矩形钢管混凝土构件局部弹性屈曲性能的影响。结果表明:钢管屈曲系数随着不均匀荷载梯度α增加而增大,纯弯作用下（α=2）的板件弹性屈曲荷载特征值约为轴压作用下的6倍;钢板的宽厚比限值随不均匀加载梯度α的增大而增加;非均匀荷载作用下非加载边固支约束板件的屈曲系数明显大于简支约束的板件。     

冷弯薄壁卷边槽钢轴压构件畸变与局部相关屈曲试验研究

对卷边尺寸不同的两类腹板中间设置加劲卷边槽形截面,共18个冷弯薄壁型钢固支轴压试件进行畸变屈曲与局部屈曲相关作用的静力试验研究。得到试件的屈曲模式、相关屈曲行为、破坏模式以及极限荷载。试验结果表明：畸变屈曲与局部屈曲的耦合相关对试件的变形和极限荷载有不利作用;畸变屈曲与局部屈曲的耦合相关作用存有较大的屈曲后承载力;畸变屈曲与局部屈曲的耦合相关顺序,即畸变屈曲 局部屈曲耦合相关、局部屈曲 畸变屈曲耦合相关,对试件的变形、非线性平衡路径、破坏模式以及极限荷载的影响有所不同。采用ABAQUS有限元软件对试件进行模拟分析,计算结果与试验结果吻合良好。     

由4个等长细比角钢组成的格构柱的极限承载力

由于其高强度和重量轻的特点,冷弯薄壁型钢构件在现代钢结构中发挥了重要的作用。由细长型角钢组成的格构柱的性能和强度主要是由边角的局部屈曲和角钢与缀板间的扭转屈曲所决定的。此外,局部屈曲取决于边角宽厚比、角钢和缀板间的整体长细比以及柱的整体长细比的相互作用。通过线性材料有限元模型和几何有限元模型进行理论研究,研究参数包括不同边角宽厚比的格构柱截面、缀板间的整体长细比以及格构柱的整体长细比。分析得出一个完整的强度曲线,并通过使用不同长度的构件来研究不同的失效模式,如在缀板的角钢间产生的局部屈曲或扭转屈曲,或在构件产生整体屈曲。提出一个关于剪切变形影响因素和缀板细长型角钢截面的极限轴向荷载能力的试验方程。通过有限元预测轴向荷载缀板构件的强度,并将所提出的试验方程与使用北美和欧洲规范所获得的设计强度相比较。可知:按北美和欧洲规范所预测的设计强度偏于保守,通过可靠性分析验证了这些设计准则的可靠性。     

打桩屈曲荷载计算

打桩时,桩锤打击的冲击荷载,有时会使桩产生长柱屈曲或打入时使桩头部分局部产生屈曲,或由于地上部分桩的荷载而引起长柱屈曲。验算时,由于冲击荷载和荷载重量所产生的长柱屈曲,当细长比(也就是桩屈曲长度/桩最小回转半径)超过100时,可以采用以下欧拉公式计算桩的最大允许屈曲荷载 P_(?)(千牛):     

蒙皮板整体剪切屈曲性能试验及有限元分析

在蒙皮体的各种破坏形式中,整体剪切屈曲破坏是具有控制作用的破坏形式之一。对目前国内常用的YX20-166-830型压型钢板组成的6个不同边界连接的蒙皮板进行了抗剪试验研究,探讨边界连接形式对整体屈曲荷载的影响。在试验的基础上进行了有限元分析,将试验结果、有限元计算结果和理论结果进行了比较。屈曲荷载的试验值与有限元计算值相差较小,可见有限元计算模型可以作为进行蒙皮体抗剪性能分析的辅助手段。另外,通过屈曲荷载的试验值和简化公式值比较,得到了边界连接形式对整体屈曲荷载的影响,进一步完善了蒙皮板整体剪切屈曲的计算公式。     

高层建筑跃层柱稳定分析与讨论

针对高层建筑跃层柱稳定分析中经常出现计算长度系数过小的问题，讨论了稳定分析中欧拉公式的应用范围，整理了常见柱子的临界长细比和高宽比，建议稳定分析前进行稳定与强度控制判断。针对屈曲分析方法的合理应用问题，总结了常用的整体屈曲分析方法与局部加载分析方法各自的特点及适用范围，并提出了基于局部加载分析结果的反推算法，最后结合案例进行分析和探讨。研究结果表明：跃层柱计算长度系数过小的问题很可能是由于模型设置、稳定临界荷载计算等方面原因；验证欧拉公式的适用范围本质上是验证跃层柱是稳定控制还是强度控制；由屈曲分析获得临界荷载并反算的计算长度系数有可能是虚假值，应同时验证其对应的临界应力。反推算法结合了整体屈曲分析方法和局部加载屈曲分析方法各自的优点，可提高整体屈曲分析中寻找屈曲模态的效率。     

Dynamic local and global buckling of cylindrical shells under axial impact

In this paper, the local and global buckling of cylindrical shells under axial, compressive impact loads is studied. A Hamiltonian system is introduced in the problem. The fundamental problem in the system can be described mathematically by the Hamiltonian dual equations, which are expressed in four pairs of dual variables. The problem is reduced to a problem of eigenvalues and eigensolutions for critical loads and buckling modes, respectively. The buckling modes can be described by their respective orders and they are grouped into two classes, the short-wave or local buckling and the long-wave or global buckling. The solutions are obtained analytically and numerically, and some rules observed are indicated.     

两侧边开缝钢板剪力墙弹性屈曲分析

提出一种新型的两侧边开缝的钢板剪力墙,并对其两侧边有无加劲肋的两种结构形式进行有限元弹性屈曲分析,分别讨论其临界屈曲荷栽和屈曲模态。对两侧无加劲肋的钢板剪力墙,给出用于其设计的屈曲系数公式,对两侧有加劲肋的钢板剪力墙给出具有参考价值的设计建议。     

利用Hamilton函数分析圆柱壳动态扭转屈曲

在Hamilton函数中考虑应力波的影响,研究冲击扭转载荷作用下弹性圆柱壳的动态屈曲。采用辛方法将基本方程转化为对偶变量的Hamilton典型方程。在辛空间将临界扭转和屈曲模式分别简化为求解辛本征值和本征解问题。主要影响因素有冲击时间、边界条件和厚度等,通过数值算例对这些因素进行了详细讨论。研究结果表明,边界条件的影响有限(自由边界条件除外)。在壳体自由端能够观察到局部动态屈曲模式。新的分析和数值模拟结果可作为壳结构的安全设计准则。     

新型约束屈曲支撑屈曲荷载分析

建立ANSYS有限元计算模型,对约束屈曲支撑的特征值屈曲进行了分析与论证,计算了结构的前2阶屈曲模态及相应的特征值屈曲荷载。结果表明,应用ANSYS软件所建立的模型和采用的计算方法准确合理,所论证的新型约束屈曲支撑是一种稳定、可靠的结构耗能构件。     

Buckling of monosymmetric arches under point loads

A finite element procedure is described for analysing the flexural-torsional buckling of arches of monosymmetric cross-section. First an inplane analysis is performed to obtain the distributions of axial force and bending moment in the arch. These are then substituted into the buckling equation for monosymmetric arches, and the resulting eigenvalue problem is solved numerically. Higher order quintic shape functions are used to describe the element displacement fields. The effects of the distances from the arch shear centre axis of point and uniformly distributed loads are also included in the analysis.

Flexural-torsional buckling tests on circular aluminium arches of monosymmetric I-section are also described. The test results for arches subjected to central concentrated point loads are compared with the finite element theory.     

剪切作用下冷弯槽钢的弹性屈曲

研究与腹板平行的纯剪切荷载作用下包含翼缘和卷边的整个槽钢截面的弹性屈曲,并给出了解决方案。采用样条有限条法(SFSM)对纯剪切作用下的薄壁槽钢进行弹性屈曲分析,以获得截面的弹性屈曲载荷(Vcr)。利用剪切屈曲载荷计算用于截面设计的腹板的剪切屈曲系数(KV)。主要变量为翼缘宽度、构件长度和卷边尺寸。边界条件为两端简支。根据分析结果绘制交互作用曲线,可作为设计指南,使得设计人员不用样条有限条法(SF-SM)软件也能够预测弹性屈曲剪切系数(KV)。给出了不同的翼缘宽度、构件长度和卷边尺寸下构件的典型屈曲模态。包括局部屈曲和翼缘屈曲,畸变屈曲和截面扭曲。     

Inelastic bifurcation of cold-formed singly symmetric columns

The paper describes a technique for determining the overall flexural and flexural–torsional bifurcation loads of locally buckled cold-formed channel columns. The method of analysis uses an inelastic geometric non-linear finite strip local buckling analysis to determine the flexural and torsional tangent rigidities of a locally buckled section. These tangent rigidities are substituted into the flexural and flexural–torsional bifurcation equations to calculate the inelastic overall buckling loads. The members are assumed to be geometrically perfect in the overall sense but can include geometric imperfections and yielding in the local mode. The bifurcation analysis is applied to cold-formed plain channel columns. The bifurcation loads and failure modes are compared with tests of fixed-ended columns and shown to be in good agreement with the tests. The effect of yielding is highlighted in the paper.     

Buckling analysis of thin-walled cold-formed steel structural members using complex finite strip method

In this paper, a generalised complex finite strip method is proposed for buckling analysis of thin-walled cold-formed steel structures. The main advantage of this method over the ordinary finite strip method is that it can handle the shear effects due to the use of complex functions. In addition, distortional buckling as well as all other buckling modes of cold-formed steel sections like local and global modes can be investigated by the suggested complex finite strip method. A combination of general loading including bending, compression, shear and transverse compression forces is considered in the analytical model. For validation purposes, the results are compared with those obtained by the Generalized Beam Theory analysis. In order to illustrate the capabilities of complex finite strip method in modelling the buckling behavior of cold-formed steel structures, a number of case studies with different applications are presented. The studies are on both stiffened and unstiffened cold-formed steel members.     

卷边槽钢的局部相关屈曲和畸变屈曲

冷弯卷边槽钢的局部屈曲不仅具有相关性,并且有两种可能形式,即一般意义的局部屈曲和畸变屈曲。虽然两种屈曲模式各有其不同特点,为了便利设计工作,可以把它们结合起来考虑。本文分析指出,当卷边翼缘采用屈曲系数3.0,且卷边宽度足够大时,畸变屈曲不控制设计并可纳入局部屈曲计算之中。建议方法和出自三个不同来源的试验资料符合得很好。     

两端铰接楔形压弯杆平面外稳定

用有限元方法计算楔形压杆的平面外屈曲荷载 ,并按能量法推导出表达式 ,对系数进行修正 ,得到物理意义明确 ,精度较高的扭转、弯扭屈曲荷载表达式 ,该公式形式与等截面压弯杆屈曲荷载的计算公式类似。最后还给出梁柱P -M关系 ,以便于在工程中应用。