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悬伸梁和双跨连续梁的整体稳定承载力试验研究

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建筑结构学报 2007年第6期28卷 167-174,184页

作者：张耀春张壮南王春刚哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

为了研究悬伸梁和双跨连续梁在集中荷载作用下的整体稳定性能,对两种单轴对称截面形式(上翼缘加强、下翼缘加强)、两种悬伸长度(1200mm、1600mm)共计5根悬伸梁,以及一种单轴对称截面形式(上翼缘加强)、三种相邻跨度之比(1∶0.48、1∶0.6... 详细信息

为了研究悬伸梁和双跨连续梁在集中荷载作用下的整体稳定性能,对两种单轴对称截面形式(上翼缘加强、下翼缘加强)、两种悬伸长度(1200mm、1600mm)共计5根悬伸梁,以及一种单轴对称截面形式(上翼缘加强)、三种相邻跨度之比(1∶0.48、1∶0.64、1∶1)共3根双跨连续梁进行了试验研究。在进行破坏试验前,对悬伸梁进行了三种荷载作用位置的弹性试验,对连续梁进行了三种加载比例的弹性试验,并利用Southwell法确定了临界荷载。试验研究结果表明:当最大弯矩出现在悬伸梁的简支跨且上翼缘受压时,上翼缘加强构件稳定承载力明显高于同尺寸的下翼缘加强构件;悬伸长度为1600mm的构件承载力明显高于悬伸长度为1200mm的构件承载力;荷载作用在简支梁段跨中时构件稳定承载力最低,荷载作用点离中间支座越近构件稳定承载力越高。双跨连续梁中,在等比例加载时,相邻跨度之比越大,构件稳定承载力越高。此外,对试验进行了有限元模拟,计算结果与试验结果吻合良好。

关键词：悬伸梁双跨连续梁整体稳定承载力单轴对称截面

圆钢管轴心受压整体稳定承载力的理论与有限元分析

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圆钢管轴心受压整体稳定承载力的理论与有限元分析

作者：宋思敏广州大学

学位级别：硕士

本文对轴心受压圆钢管的整体稳定承载力进行了理论研究,假设圆钢管构件轴线初始形状和受压后轴线形状均为正弦半波,根据弯曲屈曲理论建立轴压圆钢管的应力方程和边缘屈服方程,通过联立求解得到轴压圆钢管的整体稳定极限应力、整体稳定... 详细信息

本文对轴心受压圆钢管的整体稳定承载力进行了理论研究,假设圆钢管构件轴线初始形状和受压后轴线形状均为正弦半波,根据弯曲屈曲理论建立轴压圆钢管的应力方程和边缘屈服方程,通过联立求解得到轴压圆钢管的整体稳定极限应力、整体稳定系数和整体稳定极限承载力公式。为验证本文方法的有效性,采用ANSYS软件进行了有限元模拟分析,并按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）规定的设计方法进行计算。为研究参数对轴心受压圆钢管整体稳定承载力的影响,本文对轴压圆钢管的长细比、屈服强度、初弯曲、壁厚、直径和径厚比进行了影响性分析,得出长细比、屈服强度和初弯曲对轴心受压圆钢管整体稳定承载力的影响比较显著,壁厚、直径和径厚比的影响较小,可以忽略。研究结果表明,本文提出的轴压圆钢管整体稳定计算方法是合理的、有效的,为轴压圆钢管整体稳定设计与研究提供了一种有效理论方法。

关键词：轴心受压圆钢管整体稳定承载力有限元分析参数分析

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拱构型门式钢管脚手架整体稳定承载力研究

施工技术 2010年第3期39卷 48-51,109页

作者：胡晓伟郝际平钟炜辉丁焕龙西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

通过对"拱构型门式钢管脚手架"整体稳定承载力试验,研究其破坏模式,为建立"拱构型门式钢管脚手架"稳定承载力计算理论提供依据。重点考察了连墙件、脚手板、水平加固杆的设置及架体底部约束对整体稳定承载力的影响。并利用ANSYS软件对... 详细信息

通过对"拱构型门式钢管脚手架"整体稳定承载力试验,研究其破坏模式,为建立"拱构型门式钢管脚手架"稳定承载力计算理论提供依据。重点考察了连墙件、脚手板、水平加固杆的设置及架体底部约束对整体稳定承载力的影响。并利用ANSYS软件对拱构型门式钢管脚手架整体稳定承载力进行了分析,其结果和试验吻合较好。

关键词：拱构型门式钢管脚手架加载系统整体稳定承载力破坏模式有限元分析

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梭形钢管格构柱整体稳定承载力设计方法研究

梭形钢管格构柱整体稳定承载力设计方法研究

剖分T型钢轴心受压构件整体稳定承载力的试验与理论研究

第十四届空间结构学术会议

作者：郭彦林张博浩赵思远窦超 Yong-Lin PI 清华大学土木工程系 The University of New South Wales SydneyAustralia

梭形钢管格构柱作为一种新型的格构式构件,目前尚缺乏完善的稳定承载力设计方法。本文首先介绍梭形钢管格构柱在轴向压力作用下的弹性屈曲性能,指出其存在对称变形和反对称变形的屈曲模式。以实腹式楔形柱的弹性屈曲计算公式为基础,在... 详细信息

梭形钢管格构柱作为一种新型的格构式构件,目前尚缺乏完善的稳定承载力设计方法。本文首先介绍梭形钢管格构柱在轴向压力作用下的弹性屈曲性能,指出其存在对称变形和反对称变形的屈曲模式。以实腹式楔形柱的弹性屈曲计算公式为基础,在考虑格构式构件剪切变形的条件下推导了梭形格构柱对称和反对称失稳的弹性屈曲荷载的近似计算公式,并进一步获得了梭形格构柱等效长细比的计算公式。利用大挠度弹塑性有限元方法计算梭形格构柱在轴压下的整体稳定承载力,建立了梭形钢管格构柱的稳定系数与等效长细比的关系曲线。对比我国钢结构设计规范中柱子曲线的计算结果,本文建议采用b类柱子曲线进行梭形钢管格构柱的整体稳定承载力设计。

关键词：梭形钢管格构柱弹性屈曲性能整体稳定承载力设计方法

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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剖分T型钢轴心受压构件整体稳定承载力的试验与理论研究

作者：党伟西安建筑科技大学

学位级别：硕士

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）修正了GBJ17-88中关于剖分T型钢轴心受压构件的稳定设计的相关条款。GB50017-2003认为，对于单轴对称截面轴心受压构件，绕截面对称轴的稳定属于弯扭屈曲问题。为了利于热轧剖分T型钢这种材料的推广... 详细信息

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）修正了GBJ17-88中关于剖分T型钢轴心受压构件的稳定设计的相关条款。GB50017-2003认为，对于单轴对称截面轴心受压构件，绕截面对称轴的稳定属于弯扭屈曲问题。为了利于热轧剖分T型钢这种材料的推广利用，有必要通过实验来进一步验证其修正的合理性。本文对剖分T型钢构件进行了轴心受压整体稳定承载力理论研究：首先，阐述了剖分T型钢轴心受压构件弯曲屈曲和弯扭屈曲两种失稳形式;其次，认为影响构件的弹塑性稳定整体承载力的主要因素是初弯曲、初偏心和残余应力;最后，按照GB50017-2003规范提出弯扭屈曲换算长细比的计算方法。为了验证理论推导的合理性，在西安建筑科技大学结构实验室作了三种不同截面，每种截面各取五种不同长细比，共十五个试件的轴心受压试验及相应的材性试验;根据材性试验，在同时考虑残余应力和初始缺陷的情况下，对这十五个试件进行了线性和非线性的有限单元法分析，得出相应构件的屈曲模态、屈曲荷载和荷载—位移曲线，屈曲模态和荷载—位移曲线与理论分析和实验研究是相符合的。通过以上三方面的分析，认为GB50017-2003对剖分T型钢整体稳定计算的方法是基本合适的，能够保证安全，而且是保守的。建议长细比不大的构件不能用宽厚比大的型钢规格。

关键词：剖分T型钢弯扭屈曲整体稳定承载力有限单元法试验研究

不锈钢焊接箱形截面压弯构件弯曲屈曲试验研究

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工程力学 2018年第12期35卷 143-150页

作者：杨璐宁克洋班慧勇赵梦晗北京工业大学建筑工程学院北京100124 清华大学土木工程系、清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

为了研究不锈钢焊接箱形截面压弯构件的弯曲屈曲,该文对5根奥氏体型和5根双相型不锈钢焊接箱形截面柱进行了偏心受压试验,试件长细比在55～85,荷载偏心距分别设计为50 mm、60 mm、70 mm,并且在试验前对试件的初始弯曲和荷载初偏心进行... 详细信息

为了研究不锈钢焊接箱形截面压弯构件的弯曲屈曲,该文对5根奥氏体型和5根双相型不锈钢焊接箱形截面柱进行了偏心受压试验,试件长细比在55～85,荷载偏心距分别设计为50 mm、60 mm、70 mm,并且在试验前对试件的初始弯曲和荷载初偏心进行了测量。根据试验结果对构件静力承载性能进行了分析,并将试验结果分别与CECS410:2015《不锈钢结构技术规程》和欧洲规范EN1993-1-4中不锈钢压弯构件承载力的计算值进行了对比。结果表明:所有构件均发生平面内的整体弯曲失稳,且整体失稳前没有发现明显的局部板件屈曲;构件承载力随着偏心距、长细比的增大而降低;对于双相型不锈钢压弯构件,依据CECS 410:2015和EN 1993-1-4的计算值较试验结果均偏于安全;对于奥氏体型不锈钢压弯构件,依据EN 1993-1-4的计算值较试验结果均偏于安全,依据CECS 410:2015的个别试件计算结果略低于试验结果,但整体偏于安全。

关键词：不锈钢焊接箱形截面压弯构件试验研究整体稳定承载力

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塔式起重机变截面附着杆整体稳定性研究

塔式起重机变截面附着杆整体稳定性研究

作者：王斌山东建筑大学

学位级别：硕士

塔式起重机带螺杆附着杆作为一种变截面轴心受力构件,螺杆截面局部突变,且螺杆截面惯性矩相对于附着杆截面惯性矩有巨大差距,能够显著降低附着杆的整体稳定承载力,并且我国现行的《塔式起重机设计规范》中没有提到相关的设计方法,塔机... 详细信息

塔式起重机带螺杆附着杆作为一种变截面轴心受力构件,螺杆截面局部突变,且螺杆截面惯性矩相对于附着杆截面惯性矩有巨大差距,能够显著降低附着杆的整体稳定承载力,并且我国现行的《塔式起重机设计规范》中没有提到相关的设计方法,塔机设计者在设计时一般忽略调节螺杆对附着杆的不利影响或粗略地乘上一个安全系数,这会使带螺杆附着杆的设计偏于不安全、不经济,因此带螺杆附着杆的设计方法亟待研究,本文考虑用变截面引起的计算长度系数μ(μ>1)来考虑设置调节螺杆带来的不利影响。首先通过试验对带螺杆附着杆的整体稳定性进行研究,主要考虑螺杆长度对于附着杆整体稳定性的影响,设计了四根螺杆长度不同的试件,进行了材性试验和轴压试验,得到了钢材力学性能指标和各个试件的极限承载力,发现设置调节螺杆对附着杆的稳定承载力有明显的削弱作用。然后利用有限元软件对四根试件进行分析,将有限元结果与试验结果进行对比,最大偏差仅为7.8%,证明了有限元方法的可靠性和准确性,可以在参数分析中进一步应用。分别通过静力法和Rayleigh-Ritz法对带螺杆附着杆的整体稳定性进行了研究。静力法想要得到计算长度系数的解析式比较困难;Rayleigh-Ritz法虽然能得到计算长度系数的解析式,由于变形函数限制,通过与有限元方法进行对比,发现公式精度较差,无法用于工程设计,但得到各参数的大致影响规律。通过有限元软件对带螺杆附着杆进行参数分析,主要考虑螺杆长度、螺杆位置、附着杆截面惯性矩与螺杆截面惯性矩的比值以及螺杆材料强度对构件整体稳定性的影响,设计了大量的构件,使用有限元软件建模进行特征值屈曲分析和弹塑性屈曲分析,得到计算长度系数以及弹塑性稳定承载力,对每个影响因素进行深入分析,得到了各个参数对于带螺杆附着杆稳定承载力的影响规律,并结合实际工程给出了一定的设计建议。最后通过有限元参数分析给出了螺杆长度不同情况下的计算长度系数取值表格,可以根据附着杆长度以及截面惯性矩比值查表插值得到计算长度系数,将理论方法与有限元方法计算结果进行对比,证明计算长度系数取值方法可靠。并给出了带螺杆附着杆的设计方法以及验算方法,可供工程设计人员参考。

关键词：试验研究计算长度系数变截面杆件整体稳定承载力有限元

Q690-Q460混合钢种焊接工字形截面残余应力研究

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Q690-Q460混合钢种焊接工字形截面残余应力研究

作者：潘延晖重庆大学

学位级别：硕士

混合钢种的应用能高效利用材料性能、减少建筑结构工程用钢量,从而提高经济效益。国内外已有学者对混合钢种工字梁的受力性能展开了研究,但针对其残余应力的研究较少。本文在国家重点研发计划《高性能结构钢配套的连接材料和相应的连接... 详细信息

混合钢种的应用能高效利用材料性能、减少建筑结构工程用钢量,从而提高经济效益。国内外已有学者对混合钢种工字梁的受力性能展开了研究,但针对其残余应力的研究较少。本文在国家重点研发计划《高性能结构钢配套的连接材料和相应的连接技术》(2018YFC0705505)资助下,开展了对Q690-Q460混合钢种工字形截面残余应力分布模式的试验和数值研究。主要内容及成果如下:通过材性拉伸试验,得到了Q460和Q690钢材的本构关系。分别采用混合气体保护焊和埋弧焊两种焊接方法,对Q690-Q460混合钢种焊接十字接头开展了焊接工艺评定试验研究,得到了焊接接头拉伸性能、冲击性能、硬度均能满足规范要求,且焊道熔合较佳的焊接方案。采用切条法测量了8个Q690-Q460混合钢种工字形截面的残余应力,研究了板件几何尺寸对残余应力的影响。结果表明:各试件满足截面内力自平衡,但不符合板件内力自平衡;残余拉应力最大值出现在腹板焊缝处,接近0.9倍腹板屈服强度;翼缘压应力随翼缘宽厚比的增大而减小,当宽厚比从4.5增大至12.1时,压应力从0.09倍屈服强度减小至0.05倍屈服强度;腹板压应力随腹板高厚比的增大而减小,当高厚比从12.5增大至30.7时,压应力从0.10倍屈服强度减小至0.06倍屈服强度。将国内外两工字形截面残余应力统一分布模式与本文试验结果对比发现,其残余应力分布与试验结果相差较大,不适用于混合钢种截面。建立Q690-Q460混合钢种工字形截面残余应力三维热弹塑性有限元模型,对残余应力进行了截面尺寸的参数分析。结果表明:当翼缘宽厚比从4.0增大至21.5时,翼缘压应力减小了60.4%;当腹板高厚比从10.0增大至60.0时,腹板压应力减小了46.3%。结合试验结果,提出了Q690-Q460混合钢种工字形截面残余应力分布模式。为验证其适用性,采用不同残余应力分布模式进行极限抗弯承载力数值分析,并与已有混合钢种工字梁抗弯性能试验结果比较,发现本文残余应力分布模式的计算误差最小,仅为6.0%。基于数值分析研究了不同残余应力分布模式对混合钢种工字梁整体稳定承载力的影响。结果表明,整体稳定承载力受残余应力分布模式中翼缘压应力的影响,当翼缘压应力相差190.9 MPa时,承载力的差别高达9.6%。

关键词： Q690-Q460混合钢种焊接工字形截面残余应力分布模式整体稳定承载力

高大模板扣件式钢管支撑系统整体受力性能研究

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土木工程学报 2016年第10期49卷 57-63,87页

作者：庄金平蔡雪峰郑永乾周继忠福建省土木工程新技术与信息化重点实验室(福建工程学院) 福建福州350118 福州大学土木工程学院福建福州350108

采用有限元软件ABAQUS对高大模板扣件式钢管支撑系统的整体受力性能进行分析,利用弹簧单元模拟扣件的半刚性连接,通过屈曲分析得到的屈曲模态施加初始缺陷,并将有限元计算结果与3个工程项目的实测结果进行对比,验证有限元模型的准确性... 详细信息

采用有限元软件ABAQUS对高大模板扣件式钢管支撑系统的整体受力性能进行分析,利用弹簧单元模拟扣件的半刚性连接,通过屈曲分析得到的屈曲模态施加初始缺陷,并将有限元计算结果与3个工程项目的实测结果进行对比,验证有限元模型的准确性。在此基础上,利用有限元软件对高大模板扣件式钢管支撑系统的稳定承载力进行参数分析,分析的参数包括扣件拧紧扭力矩、支撑高度、横杆步距、立杆纵距、立杆横距、初始缺陷等,得到了各因素对其整体稳定承载力的影响规律。参数分析结果表明:横杆步距、立杆横距、初始缺陷对高大模板支撑系统稳定承载力影响显著,随着横杆步距、立杆横距、模态比例因子的增加,稳定承载力迅速减少。通过调整立杆的计算长度系数,将高大模板扣件式钢管支撑的整体稳定承载力计算等效为一根立杆的稳定承载力计算,并提出计算长度修正系数的简化设计公式,为工程人员的运用提供参考。

关键词：高大模板支撑系统扣件式钢管支撑整体稳定承载力参数分析简化公式