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冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件畸变屈曲控制研究

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建筑结构学报 2014年第6期35卷 93-101页

作者：姚行友李元齐同济大学建筑工程系上海200092 南昌工程学院土木与建筑工程学院江西南昌330099

基于部分加劲板件的畸变屈曲和局部屈曲的稳定系数比较,提出了冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件畸变屈曲发生于局部屈曲之后或畸变屈曲不发生的临界控制条件;给出了通过构件畸变屈曲计算长度控制畸变屈曲的临界条件;提出一种控制畸变屈曲... 详细信息

基于部分加劲板件的畸变屈曲和局部屈曲的稳定系数比较,提出了冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件畸变屈曲发生于局部屈曲之后或畸变屈曲不发生的临界控制条件;给出了通过构件畸变屈曲计算长度控制畸变屈曲的临界条件;提出一种控制畸变屈曲的构造措施,即在卷边间加设缀板,并通过已有试验对其有效性进行验证,同时推导了卷边间缀板的刚度需求。结果表明:通过构件截面尺寸控制畸变屈曲不发生或发生在局部屈曲之后,可以不考虑构件畸变屈曲的影响,简化冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件承载力的计算;计算长度小于畸变屈曲半波长一半的构件不发生畸变屈曲;通过在卷边间加设缀板的构造措施能有效阻止部分加劲板件的转动,构件的畸变屈曲荷载和承载力都有很大的提高,缀板布置间距不同,构件承载力的提高幅度也不同,缀板间距越小,构件承载力提高幅度越大。算例分析表明,满足一定间距和刚度需求的缀板能够提高构件的畸变屈曲承载力或避免畸变屈曲的发生。

关键词：冷弯薄壁型钢构件部分加劲板件缀板局部屈曲畸变屈曲

冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件畸变屈曲承载力计算方法研究

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工程力学 2014年第9期31卷 174-181页

作者：姚行友李元齐同济大学建筑工程系上海200092 南昌工程学院土木与建筑工程学院江西南昌330099

基于能量法对冷弯薄壁型钢卷边槽形截面的弹性畸变屈曲应力进行了推导分析,得到相应畸变屈曲半波长、畸变屈曲应力以及稳定系数计算公式。通过与有限条法进行对比分析,表明推导出的畸变屈曲应力计算方法具有较高的精度和较好的适用性。... 详细信息

基于能量法对冷弯薄壁型钢卷边槽形截面的弹性畸变屈曲应力进行了推导分析,得到相应畸变屈曲半波长、畸变屈曲应力以及稳定系数计算公式。通过与有限条法进行对比分析,表明推导出的畸变屈曲应力计算方法具有较高的精度和较好的适用性。在此基础上,建立了冷弯薄壁型钢卷边槽形截面部分加劲板件弹性局部和畸变屈曲稳定系数的统一计算公式。最后通过算例分析,验证了该文提出方法的合理性和适用性,相对于中国现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》能够更加准确的计算部分加劲板件的屈曲稳定系数及卷边槽形截面构件的稳定承载力。

关键词：冷弯薄壁型钢部分加劲板件能量法畸变屈曲局部屈曲稳定系数

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冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件非线性畸变屈曲承载力计算方法

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中南大学学报（自然科学版） 2015年第8期46卷 3067-3074页

作者：姚行友李元齐郭彦利同济大学建筑工程系上海200092 南昌工程学院江西省水利土木特种加固与安全监控工程研究中心江西南昌330099

为研究冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件畸变屈曲承载力计算方法,基于能量法采用大挠度理论对部分加劲板件的非线性畸变屈曲承载力进行推导分析,得到冷弯薄壁型钢部分加劲板件屈曲稳定系数和畸变屈曲承载力计算方法,并采用有限元分析结果... 详细信息

为研究冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件畸变屈曲承载力计算方法,基于能量法采用大挠度理论对部分加劲板件的非线性畸变屈曲承载力进行推导分析,得到冷弯薄壁型钢部分加劲板件屈曲稳定系数和畸变屈曲承载力计算方法,并采用有限元分析结果验证该方法的精确性。利用我国现行国家标准GB 50018—2002"冷弯薄壁型钢结构技术规范"中的有效宽度法公式计算畸变屈曲承载力,与分析提出的建议方法计算结果进行对比分析。研究结果表明:基于能量法提出的计算畸变屈曲承载力方法是精确、可行的。在修正部分加劲板件屈曲稳定系数的基础上,可以采用我国现行国家标准GB 50018—2002"冷弯薄壁型钢结构技术规范"中有效宽度法的公式计算发生畸变屈曲的构件截面承载力,从而建立了考虑局部和畸变屈曲承载力的统一计算公式。

关键词：冷弯薄壁型钢加劲板件非线性畸变屈曲能量法

冷弯薄壁型钢拼合工字形截面柱畸变屈曲及相关屈曲轴压性能试验与直接强度法研究

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建筑钢结构进展 2021年第12期23卷 33-46页

作者：姚行友李潇南昌工程学院土木与建筑工程学院南昌330099 南昌工程学院江西省水利土木工程基础设施安全重点实验室南昌330099

为了研究冷弯薄壁型钢拼合工字形截面柱畸变屈曲及相关屈曲性能和完善直接强度法,对56根不同横截面和长细比的LG550冷弯薄壁型钢拼合工字形截面柱进行了轴压试验。试验结果表明:拼合工字形截面轴压试件表现为畸变和局部相关屈曲以及畸... 详细信息

为了研究冷弯薄壁型钢拼合工字形截面柱畸变屈曲及相关屈曲性能和完善直接强度法,对56根不同横截面和长细比的LG550冷弯薄壁型钢拼合工字形截面柱进行了轴压试验。试验结果表明:拼合工字形截面轴压试件表现为畸变和局部相关屈曲以及畸变、局部和整体相关屈曲两种破坏模式。对于发生畸变和局部相关屈曲试件,长细比对其承载力影响较小;但对于板件宽厚比相对较小、长细比较大发生畸变、局部和整体相关屈曲的试件,其极限承载力和刚度随长细比的增大逐渐降低。螺钉间距和端部螺钉群对其承载力影响较小。螺钉连接可满足各肢协同工作要求。采用ABAQUS有限元程序对试验进行了模拟,模拟结果与试验结果吻合良好,验证了有限元分析此类拼合试件的可行性。进而采用验证的有限元模型对该类拼合柱轴压性能的影响因素(长细比、螺钉间距、端部螺钉群)进行分析,结果表明长细比对拼合工字形截面柱轴压性能影响较大;螺钉间距小于450 mm后对承载力影响较小;端部螺钉群对短柱影响较小,对长柱有一定的影响;当拼合柱螺钉间距较大时,端部螺钉群对其承载力影响较大。最后提出了冷弯薄壁型钢拼合工字形截面柱的直接强度法修正公式,并利用试验结果验证了其准确性和可行性。

关键词：冷弯薄壁型钢拼合工字形截面轴压试件畸变屈曲相关屈曲直接强度法

高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件畸变屈曲性能研究

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建筑结构学报 2010年第11期31卷 1-9页

作者：姚行友李元齐沈祖炎同济大学建筑工程系上海200092

建立了考虑材料和几何双重非线性的550MPa高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件畸变屈曲性能分析的有限元模型,并通过对两种厚度高强冷弯薄壁型钢轴压构件畸变屈曲试验已有结果的分析比较验证了其有效性;采用该模型进一步分析了厚度、... 详细信息

建立了考虑材料和几何双重非线性的550MPa高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件畸变屈曲性能分析的有限元模型,并通过对两种厚度高强冷弯薄壁型钢轴压构件畸变屈曲试验已有结果的分析比较验证了其有效性;采用该模型进一步分析了厚度、长度、初始缺陷模式及幅值等参数对畸变屈曲轴压构件承载力的影响,并对轴压构件畸变屈曲发生机理进行了探讨。结果表明:厚度、长度和初始缺陷模式是影响畸变屈曲轴压构件承载力的主要因素,且卷边面内屈曲是槽形截面轴压构件发生畸变屈曲的主要原因。通过理论计算与试验结果的对比分析,表明可以采用建议方法计算此类复杂截面轴压构件的畸变屈曲承载力。

关键词：高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件非线性有限元分析畸变屈曲

线性变化压力下矩形孔薄板屈曲性能与有效宽度计算方法

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工业建筑 2021年第11期51卷 112-120页

作者：姚行友南昌工程学院土木与建筑工程学院南昌330099 南昌工程学院江西省水利土木工程基础设施安全重点实验室南昌330099

采用有限元软件ABAQUS建立了线性变化压力作用下四边简支矩形孔薄板分析模型,分析开孔尺寸与间距等参数对矩形孔薄板屈曲性能、屈曲系数和极限承载力的影响。弹性屈曲分析结果表明:当孔距满足一定限值时,孔距对板件屈曲系数影响较小;随... 详细信息

采用有限元软件ABAQUS建立了线性变化压力作用下四边简支矩形孔薄板分析模型,分析开孔尺寸与间距等参数对矩形孔薄板屈曲性能、屈曲系数和极限承载力的影响。弹性屈曲分析结果表明:当孔距满足一定限值时,孔距对板件屈曲系数影响较小;随着开孔尺寸增加,板件从包含开孔的板件屈曲转变为孔侧板件的屈曲。随后基于有限元分析结果,对不均匀压力作用下矩形孔薄板屈曲系数进行拟合分析,给出其屈曲系数的建议计算式,并采用基于建议屈曲系数的有效宽度法计算板件极限承载力。结果表明:当开孔尺寸较小时,开孔尺寸对于不同压应力分布作用的矩形孔板件极限承载力影响较小,但随着开孔尺寸增加,矩形孔板件承载力明显降低;基于建议屈曲系数的有效宽度法可用于线性变化压力作用下矩形孔薄板的极限承载力计算。

关键词：薄板矩形孔线性变化压力屈曲有效宽度

考虑畸变屈曲的冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件设计可靠度分析

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建筑钢结构进展 2017年第6期19卷 65-74页

作者：姚行友李元齐南昌工程学院江西省水利土木工程基础设施安全重点实验室南昌330099 南昌工程学院江西省水利土木特种加固与安全监控工程研究中心南昌330099 同济大学土木工程学院上海200092

基于已有的冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件承载力试验研究结果,对不同牌号冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件考虑畸变屈曲的有效宽度法承载力计算模式不定性进行了分析,并统计了冷弯薄壁型钢强度不定性和几何特性不定性。在此基础上,采用改... 详细信息

基于已有的冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件承载力试验研究结果,对不同牌号冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件考虑畸变屈曲的有效宽度法承载力计算模式不定性进行了分析,并统计了冷弯薄壁型钢强度不定性和几何特性不定性。在此基础上,采用改进一次二阶矩方法,按《冷弯型钢结构技术规范》(修订稿)的抗力分项系数要求,计算了不同牌号冷弯薄壁型钢卷边槽形截面受压构件在不同可能荷载组合下的可靠指标。结果表明:对于LG550、S350、S280冷弯薄壁型钢卷边槽形截面受压构件,按《冷弯型钢结构技术规范》(修订稿)的抗力分项系数计算得到的可靠指标均能满足目标可靠指标的要求,证明了所采用的考虑畸变屈曲的有效宽度法计算构件承载力的适用性。

关键词：冷弯薄壁型钢卷边槽形截面畸变屈曲有效宽度法改进一次二阶矩方法可靠指标

高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件畸变屈曲控制试验研究

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建筑结构学报 2010年第11期31卷 10-16页

作者：李元齐刘翔沈祖炎姚行友秦雅菲同济大学建筑工程系上海200092 博思格蓝璀建筑钢结构(上海)有限公司上海201613

针对屈服强度550MPa高强冷弯薄壁型钢轴压构件提出了一种控制畸变屈曲的构造措施——在卷边间设缀板,并通过试验对其有效性进行了验证。试验结果表明:屈服强度550MPa高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件易发生畸变屈曲,通过构造措施... 详细信息

针对屈服强度550MPa高强冷弯薄壁型钢轴压构件提出了一种控制畸变屈曲的构造措施——在卷边间设缀板,并通过试验对其有效性进行了验证。试验结果表明:屈服强度550MPa高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件易发生畸变屈曲,通过构造措施能有效地阻止翼缘的转动,试件的畸变屈曲荷载和极限承载力都有很大的提高;随着缀板布置间距的不同,构件承载力的提高幅度也不同;缀板间距越小,试件承载力提高越多,但当缀板间距大于畸变屈曲半波长时,缀板不能起到提高承载力的作用。最后,在此基础上提出了构件不考虑畸变屈曲影响的若干条件,供实际设计参考。

关键词：高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件畸变屈曲控制缀板

高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压柱畸变屈曲试验与理论研究

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高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压柱畸变屈曲试验与理论研究

作者：姚行友西安建筑科技大学

学位级别：硕士

屈曲是影响钢构件承载力的重要因素。开口薄壁柱可以发生三种屈曲模式：局部、整体和畸变屈曲。畸变屈曲现在还不为人们所熟知，我国现行标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002对其也暂无具体的设计方法。但随着高强钢材用于冷... 详细信息

屈曲是影响钢构件承载力的重要因素。开口薄壁柱可以发生三种屈曲模式：局部、整体和畸变屈曲。畸变屈曲现在还不为人们所熟知，我国现行标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002对其也暂无具体的设计方法。但随着高强钢材用于冷弯薄壁型钢中，畸变屈曲显得越来越重要。本文主要工作是研究高强冷弯薄壁型钢槽形截面轴压柱畸变屈曲性能及稳定承载力。包括以下主要内容：(1)高强冷弯薄壁型钢槽形截面轴压柱试验研究，分析了不同长度及厚度的畸变屈曲轴压试件的破坏特征及极限承载力。(2)考虑材料非线性和几何非线性对高强冷弯薄壁型钢槽形截面轴压柱进行ANSYS有限元分析，其畸变屈曲模式和极限承载力与试验结果较吻合，并给出了不同畸变屈曲模式的应力分布。采用有限元分析不同厚度、长度、屈曲模式、初始缺陷值大小对高强冷弯薄壁型钢槽形截面轴压柱极限承载力的影响。指出卷边面内屈曲是畸变屈曲不同模式发生的主要决定因素。(3)在数值分析的基础上，运用有效宽度法和直接强度法对高强冷弯薄壁型钢卷边槽形轴压柱极限承载力进行分析，并给出建议计算方法。

关键词：高强冷弯型钢畸变屈曲极限承载力非线形有限元直接强度法