不同等级高强钢焊接工形轴压柱整体稳定性能及设计方法研究

为研究460MPa以上不同强度等级高强钢焊接工字形截面轴压柱的整体稳定性能,采用有限元分析方法,计算了国内外已公开发表(包括其他学者)的35个高强钢焊接工形试件的整体稳定承载力,并通过与试验结果对比验证了有限元模型的可靠性;利用该模型完成1280个算例的整体稳定承载力计算,包括8种钢材强度等级、8种工字形截面尺寸、对应于每种截面的10种长细比、以及绕截面强轴和弱轴失稳的2种模态,并将算例结果与现行钢结构设计规范的设计曲线进行对比分析。研究结果表明,随着钢材强度等级的提高,高强钢焊接工字形截面轴压构件绕强轴和弱轴失稳的整体稳定系数均明显提高;对于绕强轴失稳构件,建议Q460~Q550钢材的采用我国规范b类曲线,Q620~Q960钢材的采用a类曲线;对于绕弱轴失稳构件,建议Q460~Q800钢材的按b类曲线设计,Q890和Q960钢材的按a类曲线设计。此外,还提出此类构件对应不同强度等级钢材的更新柱子曲线公式,以更准确计算其整体稳定承载力。     

温度荷载对新加坡植物园展览温室拱壳杂交结构设计的影响分析

新加坡植物园展览温室采用拱壳杂交钢结构体系.由于温度变化在大跨度结构中引起的内力与变形对结构安全有很大的影响,在设计中不可忽略.初步设计阶段时,温度荷载使得拱壳连接结点附近的壳体单元应力严重超标,因而将原方案采用的全刚性焊接节点改为铰接弹簧节点.本文运用两种有限元软件分析了结构在升温和降温两种荷载工况下的静力响应.然后选取部分荷载工况,对考虑温度荷载与不考虑温度荷载下结构的应力及变形进行了比较分析,验证了温度荷载在大跨度钢结构设计中的重要性.     

钢框架梁柱组合节点滞回性能有限元分析

钢框架组合节点考虑楼板组合效应后,其承载能力大幅提高,节点区刚度相应增大,可能对抗震造成不利影响。采用通用有限元软件ABAQUS建立非线性精细有限元模型,并对单元选取,螺栓受力行为和材料的应力应变关系及损伤模型的确定进行详细说明。结合国内外已有的钢框架组合梁节点拟静力试验,验证了非线性有限元模型的正确性和适用性。试验和有限元分析结果均表明:考虑楼板的组合效应之后,该类型节点的刚度和承载力均有较大幅度提高,承载力提高幅度约为26%,节点区弹性刚度提高了30%左右;在静力往复荷载作用下,该类型节点的滞回曲线较为饱满,耗能能力强,具有良好的抗震性能。     

景观桥钢箱梁加固方案的设计计算及比较分析

对某景观桥进行了检测评定,提出了3种加固方案,并采用大型通用有限元软件ANSYS建立了桥梁上部结构模型以及3种加固方案的模型,其中加固方案模型建立于根据静载试验数据修正后的模型之上;利用该模型进行了设计荷栽工况下的静力分析和模态分析,并根据计算结果比较了3种加固方案以及参数变化对桥梁挠度、支座区最大等效应力、极限承载力以及动力特性的影响.结果表明:综合采用加固方案1和加固方案3是比较合理的.     

铝合金梁中腹板受弯屈曲的设计方法

针对铝合金梁中可能出现的腹板受弯屈曲,通过有限元方法研究了铝合金受弯板件的稳定性。对比了国外规范设计方法的计算结果与有限元计算结果,讨论了现有的各种方法的优点和存在的问题。根据有限元的计算结果,参考国外规范的设计方法,对我国钢结构规范中的相关设计公式进行适当修改,给出了铝板受弯屈曲的屈曲强度和屈曲后强度的计算方法。结果表明：提出的设计方法在计算铝板受弯的屈曲强度和屈曲后强度时可以得到准确而偏于安全的结果,该方法适用于铝合金受弯板件局部稳定性的设计。     

不同焊接节点构造形式钢框架整体抗震性能分析

为系统全面地对比不同构造形式对于焊接节点钢框架抗震性能的影响,该文采用通用有限元软件ABAQUS,建立多尺度钢框架非线性有限元模型,应用国内外典型试验结果,验证了精细模型和多尺度有限元模型的准确性和等效性。通过建立9种不同节点构造形式的钢框架多尺度模型,进行罕遇地震下的弹塑性时程分析,与标准型节点框架在结构变形、基底剪力、塑性耗能、断裂倾向指数等方面进行对比分析,深入探讨不同节点构造形式对钢框架抗震性能的影响,为工程应用提供参考依据。分析结果表明:只要设计合理,局部构造差异对于结构变形的影响不大,不会引起刚度的突变进而对结构造成不利的影响;对于局部加强节点框架,没有造成基底剪力的增加(少数增加最大为6%),降低了结构的地震响应,这对于结构抵抗地震荷载起到有利作用;改变节点构造可以显著地改善节点焊接接头处的断裂倾向,减缓节点焊接处的应力集中现象,使得破坏发生在母材而不是焊缝处,进而发生延性破坏避免脆性破坏。     

暴雪后门式刚架轻型房屋钢结构厂房的事故分析与处理

2007年3月初东北地区遭遇罕见暴雪,造成大量轻钢结构工程事故,有必要进行总结反思。针对某门式刚架轻钢工业厂房的事故进行较全面的分析,介绍结构损坏情况及鉴定结果,总结事故原因,同时提出修复加固处理方案。分析得出:包括北方地区女儿墙和南侧附房导致的堆雪作用以及清雪过程出现的次生灾害等是造成事故的主要原因,进而对当前轻钢结构设计提出建议。     

低温下铁路钢轨钢材及铝热焊缝拉伸试件断口分析

在国内常用钢轨钢材及其铝热焊缝的低温拉伸试验结果的基础上,利用扫描电子显微镜分析各自的断口微观形貌,得出其破坏的微观机理,进而从断口形貌的角度解释钢轨钢材及其铝热焊缝的低温下抗断裂性能。研究结果表明钢材及焊缝低温下的脆性特征,其中,U71Mn要好于U75V钢材,而与钢材相比焊缝的韧性相对较差。     

北京土城电话局单层索网点式玻璃幕墙抗震设计方法分析

单层索网作为点支式玻璃建筑中一种轻柔性支承结构体系,以其良好的通透性和灵活性,近年来赢得了广大建筑师的青睐,在国内外得以普遍应用.且应用前景广阔.而单层索网结构作为一种非线性张拉结构,其结构特性决定了其地震响应和抗震特性不同于一般结构.本文针对其抗震性能研究的空白,结合北京土城电话局单层索网玻璃幕墙抗震设计,对其地震响应及抗震设计分析方法进行了研究.分别利用等效静力法、反应谱法和非线性时程分析法,对其地震响应进行计算,并对这三种方法进行了分析比较,得出了单层索网玻璃幕墙地震响应及其抗震设计方法的相关结论:单层索网玻璃幕墙直接地震响应较小,但变形相对较大,其计算需要采用能考虑几何非线性的时程分析法来计算.本文研究成果可为今后抗震研究和设计提供参考.     

大空间钢结构的防火设计与防火涂料选用

2008北京奥运会及2010上海世博会为我国大空间钢结构建筑提供了良好的发展机遇．然而此类结构形式的建筑防火设计与防火保护问题也随之凸现出来。结合太空间钢结构特点，对防火性能化设计方法和防火涂料选用进行了分析，简要总结了国内外超薄型防火涂料的发展和研究现状：对国内市场上常用的几种超薄型防火涂料进行了经济性能指标的对比。