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考虑板组效应对矩形薄壁构件截面承载力的影响

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昆明理工大学学报（理工版） 2009年第1期34卷 57-61页

作者：陈晓辉樊江郭瑞霞昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650224

推导了薄壁构件相邻板件之间的约束关系,介绍了我国《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018—2002)考虑板组效应的计算方法,并以矩形薄壁构件为基础,在不同的宽厚比要求下,运用我国规范计算方法,经过计算对比其有效截面面积,考虑板组效... 详细信息

推导了薄壁构件相邻板件之间的约束关系,介绍了我国《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018—2002)考虑板组效应的计算方法,并以矩形薄壁构件为基础,在不同的宽厚比要求下,运用我国规范计算方法,经过计算对比其有效截面面积,考虑板组效应对矩形薄壁构件截面承载力的影响.

关键词：加劲板薄壁构件板组效应有效截面

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正交异性钢箱梁局部稳定性研究

正交异性钢箱梁局部稳定性研究

作者：张欣湖南大学

学位级别：硕士

本文在对长沙三汊矶大桥自锚式悬索桥钢箱梁模型试验的基础上,对加劲板件的稳定问题进行了研究。主要做了以下工作: 本文首先介绍了扁平钢箱梁的发展历史、在桥梁工程中的应用现状,以及存在的技术问题,自锚式悬索桥和密索体系斜拉桥的... 详细信息

本文在对长沙三汊矶大桥自锚式悬索桥钢箱梁模型试验的基础上,对加劲板件的稳定问题进行了研究。主要做了以下工作: 本文首先介绍了扁平钢箱梁的发展历史、在桥梁工程中的应用现状,以及存在的技术问题,自锚式悬索桥和密索体系斜拉桥的发展使钢箱梁的局部稳定问题更加突出。接着,介绍了四边简支板的屈曲临界应力的理论解和各国规范对板局部稳定的规定;然后介绍了加劲板的屈曲临界应力的理论解和国外的规范对加劲板的计算方法,分析了国外规范的适用范围,并详细介绍了日本规范。采用日本规范对长沙三汊矶大桥钢箱梁的加劲板进行了计算,结果表明,钢箱梁腹板加劲肋的惯性矩不足。同时,运用通用有限元软件ANSYS对三汊矶大桥的钢箱梁的加劲板做了线弹性屈曲分析,发现U形加劲板的临界屈曲应力都比较高,而角钢加劲板的临界屈曲应力相对比较低。本文提出了考虑几何和材料双重非线性、并计入初始几何缺陷和焊接残余应力影响的加劲板稳定极限承载力计算方法,并对开口、闭口加劲板进行了分析。对各种常用的横隔板间距、母板和U肋厚度下的闭口加劲板稳定极限承载力分析,结果表明U形加劲板的抗压稳定极限平均应力较高,抗压稳定极限平均应力与屈服强度之比均能达到0.8以上;而开口加劲板的稳定极限承载力对初始几何缺陷大小、方向和残余应力的影响比较敏感。结合长沙三汊矶大桥扁平钢箱梁1:5节段模型试验,验证了本文的计算方法。试验包括两个模型试验,一个腹板为开口加劲板,试验结果为腹板失稳破坏;另一个腹板改为闭口加劲板,试验结果为材料屈服破坏。最后提出有待进一步研究解决的问题。

关键词：自锚式悬索桥钢箱梁加劲板极限承载力初始几何缺陷残余应力模型试验

大跨度斜拉桥扁平钢箱梁腹板极限承载力试验研究

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大跨度斜拉桥扁平钢箱梁腹板极限承载力试验研究

作者：王清泉同济大学

学位级别：硕士

斜拉桥扁平钢箱梁腹板是以受压为主的构件,与其他承受弯矩、剪力为主钢箱梁腹板的情况不同。加劲肋不仅起到防止腹板的局部屈曲的作用,而且与腹板共同承受压力。传统钢箱梁腹板的刚性加劲肋设计方法无法合理地反映以受压为主的腹板所需... 详细信息

斜拉桥扁平钢箱梁腹板是以受压为主的构件,与其他承受弯矩、剪力为主钢箱梁腹板的情况不同。加劲肋不仅起到防止腹板的局部屈曲的作用,而且与腹板共同承受压力。传统钢箱梁腹板的刚性加劲肋设计方法无法合理地反映以受压为主的腹板所需的加劲肋刚度,并且使得加劲肋尺寸过大。设计规范对扁平钢箱梁斜拉桥的腹板强度、局部稳定、构造以及计算方法也没有明确的规定,类似的实测资料也很少,其极限承载力的取值和设计计算方法的妥当性有必要通过实验与和弹塑性有限元分析进行验证。本文以苏通大桥为工程背景。外腹板局部试件模型采用1:2.5缩尺,取自接近于塔根附近的标准节段。边界条件近似假设为四边简支连续板受力体系,模型设计考虑了剪应力的影响。加载试件采用3个一组。制作1个与加载试件完全相同的试件用于测试模型的残余应力。通过对加载试件测量获得了初始变形的分布情况,采用切割法测试模型的残余应力,得到了腹板焊接残余应力的分布情况。通过加载试验,确认了外腹板的失稳模态、腹板构件屈服后性能以及极限承载力的取值。用弹塑性有限元模拟了试件的加载过程,结果比试验值低9%;按英国BS5400规范、日本《道路桥示方书》、美国AASHTO规范、换算压柱法以及Paik等的正交异性板法计算了模型的极限承载力并与试验值进行了比较。文章进一步对单向轴压状态下纵向扁钢形加劲的加劲板受力行为进行了参数分析,分析结果表明:加劲肋面积比对加劲板极限承载力影响不大;加劲肋刚度较小情况下,纵向加劲肋根数多于2根(包括2根)时,加劲板极限承载力值相差不大,而1根情况极限承载力要高于多根情况;加劲肋刚度对加劲板极限承载力有着很显著的影响,随着加劲肋刚度的降低,加劲板极限承载力大幅下降。最后,关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。

关键词：扁平钢箱梁腹板极限承载力加劲板有限元参数分析

大型薄壁钢烟道结构非线性性能及设计方法研究

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大型薄壁钢烟道结构非线性性能及设计方法研究

作者：武晓东北京科技大学

学位级别：硕士

随着我国工业生产的高速发展，火电厂脱硝工程的规模也日益庞大。目前脱硝工程采用的烟道设备均为薄壁加劲钢结构，此类结构的稳定性和设计方法是亟待研究的课题，国内外关于烟道结构的研究普遍偏少，缺乏有效的设计计算方法。烟道的日... 详细信息

随着我国工业生产的高速发展，火电厂脱硝工程的规模也日益庞大。目前脱硝工程采用的烟道设备均为薄壁加劲钢结构，此类结构的稳定性和设计方法是亟待研究的课题，国内外关于烟道结构的研究普遍偏少，缺乏有效的设计计算方法。烟道的日益大型化使得国内现有规范已不能满足当前工程实践的需求。本文使用ANSYS有限元软件，基于大变形弹塑性理论，对某电厂烟道结构的非线性性能进行了细致的分析，探讨了烟道内撑杆布置方式、加劲肋选型等问题对烟道结构力学性能的影响。同时也研究了烟道加劲板的弹性稳定和非线性稳定，对比分析了加劲板的屈曲后强度。研究表明：考虑大变形效应，烟道结构的等效应力一般较线性计算的结果小8%4%，但结构的变形较线性计算的结果大8%7%，随着烟道的增长这种差别更为明显;烟道内撑杆的设计应尽量使烟道顶板、底板和侧板形成整体，设计中可以采用横向铰接式内撑杆，必要时可以使用纵向桁架式内撑杆作为构造措施;加劲肋截面惯性矩相近时，角钢较槽钢和工字钢能更好地改善加劲板抗弯性能，而工字钢和槽钢改善加劲板抗弯性能的能力是相当的;烟道加劲板弹性屈曲荷载和非线性屈曲荷载均受其抗弯刚度比的影响，其弹性屈曲模态与加劲板最佳刚度比相关，其最佳刚度比在10～20之间。本文的创新工作主要表现在：考虑经济性，探讨了不同型号加劲肋对烟道结构应力和变形的影响;针对烟道加劲板的弹性稳定和非线性稳定性能进行了深入研究，揭示了抗弯刚度比对其稳定性的影响。

关键词：烟道内撑杆加劲肋加劲板稳定性

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型钢混凝土组合结构梁柱节点受力性能研究

型钢混凝土组合结构梁柱节点受力性能研究

作者：郭俊琼西南交通大学

学位级别：硕士

节点是连接梁和柱的关键部位,在型钏混凝土组合结构的设计分析中,一个关键问题就是节点的设计。节点传递梁、柱的内力,因此要保证结构正常工作,就必须保证节点工作的安全可靠。节点受力极其复杂,通常都处于压剪弯复合应力状态,因此研究... 详细信息

节点是连接梁和柱的关键部位,在型钏混凝土组合结构的设计分析中,一个关键问题就是节点的设计。节点传递梁、柱的内力,因此要保证结构正常工作,就必须保证节点工作的安全可靠。节点受力极其复杂,通常都处于压剪弯复合应力状态,因此研究并分析节点的受力性能、破坏机理,使节点分析设计构造合理、传力明确、计算可靠,是非常重要的。本文依据铁路大型站房合肥南站工程中的节点实例,利用大型有限元分析软件ABAQUS对四类节点（钢筋混凝土梁-型钢混凝土柱节点、型钢混凝土梁-型钢混凝土柱节点、型钢梁-型钢混凝土柱节点和钢筋混凝土梁-型钢梁-型钢混凝上柱节点）在不同工况下进行一系列的非线性有限元分析,有限元分析中采用整体式有限元模型,忽略了型钢混凝上节点核心区各构件之间的粘结滑移特性,并合理简化了模型。通过对混凝土、型钢及钢筋的应力、应变分布图的分析,得出了各类节点的不同破坏模式。同时,通过建立不同的模型进行计算,分析了加劲板、型钢腹板厚度、型钢腹板高度、混凝土强度、轴压比、剪跨比等因素对节点性能的影响。希望本文的研究工作能为今后型钢混凝土组合结构的设计与实施提供一定的参考价值。

关键词： SRC梁柱节点型钢混凝土结构加劲板轴压比剪跨比

X型带肋圆钢管相贯节点承载力与设计方法研究

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X型带肋圆钢管相贯节点承载力与设计方法研究

作者：朱金西安工业大学

学位级别：硕士

本文为了解决X型圆钢管相贯节点支管传力路径中断,导致X型圆钢管相贯节点承载能力低的问题,提出了对X型圆钢管相贯节点加加劲板的加肋方法。以及为了研究X型带肋圆钢管相贯节点加劲板的设计问题,本文就节点的主次管轴向线夹角θ（30°... 详细信息

本文为了解决X型圆钢管相贯节点支管传力路径中断,导致X型圆钢管相贯节点承载能力低的问题,提出了对X型圆钢管相贯节点加加劲板的加肋方法。以及为了研究X型带肋圆钢管相贯节点加劲板的设计问题,本文就节点的主次管轴向线夹角θ（30°≤θ≤90°）、圆支管外径与圆主管外径之比值β、支管壁厚与主管壁厚之比0α以及加劲板的长与厚等参数,对22个X型圆钢管相贯节点和225个X型带肋圆钢管相贯节点利用有限元分析软件ANSYS进行了节点的弹塑性极限承载力分析,并对一个X型圆钢管相贯节点和一个X型带肋圆钢管相贯节点进行了试验研究用以验证有限元分析结果的准确性。通过对分析成果的总结得到了以下方面的成果:1)在轴向压力作用下,X型圆钢管相贯节点与X型带肋圆钢管相贯节点的破坏模式不相同,X型圆钢管相贯节点的破坏模式多表现为主管的挤压破坏、而X型带肋圆钢管相贯节点的破坏模式多表现为节点的局部屈曲破坏。2)在轴向压力作用下,X型带肋圆钢管相贯节点相比于X型圆钢管相贯节点的极限承载力的提高率随0和β的变化而变化。3)在轴向压力作用下,X型圆钢管相贯节点和X型带肋圆钢管相贯节点的极限承载力随β的变化规律为:β值越大极限承载力越大。4)在轴向压力作用下,对提高X型圆钢管相贯节点的极限承载力作用大的X型带肋圆钢管相贯节点的最合理加劲板设计尺寸为δ≧1.4、0.875≦τ≦1。5)在轴向压力作用下,加加劲板对X型圆钢管相贯节点极限承载力提高不大的节点为30°≦θ≦60°的节点。本文对在轴向压力作用下的X型圆钢管相贯节点和X型带肋圆钢管相贯节点进行了系统的研究。得到的研究成果对X型钢管相贯节点的研究工作具有促进作用,本文对在轴向压力作用下的X型带肋圆钢管相贯节点的设计建议,对实际工程设计具有指导意义。

关键词： X型带肋圆钢管相贯节点弹塑性极限承载力加劲板有限元分析

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H型钢弦杆—方支管T型节点滞回性能研究

H型钢弦杆—方支管T型节点滞回性能研究

作者：阮耕牧华中科技大学

学位级别：硕士

H型钢具有翼缘宽、抗弯能力强、构造方便等诸多优点,在用作弦杆时,中部腹板能够在受到轴向力的作用时提供足够轴向刚度,从而抑制变形过大。因此在许多大型建筑中会采用H型钢和其他形式钢管结合在一起组合成杂交型节点。另一方面,世界各... 详细信息

H型钢具有翼缘宽、抗弯能力强、构造方便等诸多优点,在用作弦杆时,中部腹板能够在受到轴向力的作用时提供足够轴向刚度,从而抑制变形过大。因此在许多大型建筑中会采用H型钢和其他形式钢管结合在一起组合成杂交型节点。另一方面,世界各地地震频发,H型钢节点在地震作用下的抗震性能如何以及在加强后的性能是否能够得到增强都仍是疑问。因此,有必要对这些问题进行深入的研究。本文拟对未加强的和有横向加劲板加强的H型钢弦杆-方支管节点的滞回性能进行了试验和有限元研究。首先,本文共设计了6个H型钢弦杆尺寸相同但方支管尺寸不相同的足尺试件。其中3个试件在没有加劲板进行加强的情况下进行滞回试验;另外3个试件则是用来测试有横向加劲板在弦杆中部加强下的滞回性能。试验结果表明:没有经过加强的前三组试件对比有加劲板加强的试件,滞回曲线包络面积较小,耗能能力较低,但极限承载力大小差别不大。然后,本文采用有限元分析软件ABAQUS,综合考虑钢材的本构关系、焊缝的定义和加劲板的设置,构建了可以模拟H型钢弦杆-方支管T型节点的有限元模型,并利用滞回试验的试验结果验证了有限元模型的正确性。通过对比数值模拟与试验结果的滞回曲线、能量耗散比与节点破坏模式,发现有限元模型结果与试验结果吻合较好,说明本文给出的有限元模型能较好模拟H型钢弦杆-方支管T型节点在往复荷载作用下的滞回性能。最后,基于已验证的有限元模型,对该类节点的滞回性能进行了参数分析,研究了如支管截面宽度与弦杆翼缘宽度比、支管壁厚与弦杆翼缘厚度比、加劲板对数等参数对节点滞回性能的影响及规律。

关键词： H型钢弦杆-方支管T型节点加劲板滞回性能破坏模式骨架曲线能量耗散参数分析

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带加劲肋腹板开洞组合梁极限承载力理论研究

工程力学 2013年第5期30卷 138-146,152页

作者：王鹏周东华王永慧韩春秀昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650093

基于空腹桁架破坏机理,根据腹板开洞组合梁在极限状态下的洞口区域塑性应力分布建立洞口4个次弯矩函数。提出了一种带加劲肋腹板开洞组合梁极限承载力的计算方法,该方法考虑了洞口上方混凝土板对组合梁的竖向抗剪承载力的贡献。计算结... 详细信息

基于空腹桁架破坏机理,根据腹板开洞组合梁在极限状态下的洞口区域塑性应力分布建立洞口4个次弯矩函数。提出了一种带加劲肋腹板开洞组合梁极限承载力的计算方法,该方法考虑了洞口上方混凝土板对组合梁的竖向抗剪承载力的贡献。计算结果表明:洞口设置加劲板能有效的提高腹板开洞组合梁的抗弯和竖向抗剪承载力,而且竖向抗剪承载力随着加劲板面积的增大而增大,混凝土板对组合梁的抗剪承载力有较大的贡献。并与试验和有限元结果进行了比较,结果吻合较好,算例验证了该计算方法的准确性和可靠性。

关键词：组合梁腹板开洞加劲板空腹桁架极限承载力

高强方钢管轻骨料混凝土桁架加劲T型节点试验

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哈尔滨工业大学学报 2020年第8期52卷 103-111页

作者：王万祯李华吴晓聪倪威康宁波大学土木与环境工程学院浙江宁波315211

为考察支主管间设置的加劲板构造和支主管截面宽度比对高强方钢管轻骨料混凝土桁架T型节点破坏模式、承载力、连接区应力和应变的分布及演化等受力性能的影响,对加劲节点和常规节点进行了支管轴压静力加载试验.试验结果表明:高强方钢管... 详细信息

为考察支主管间设置的加劲板构造和支主管截面宽度比对高强方钢管轻骨料混凝土桁架T型节点破坏模式、承载力、连接区应力和应变的分布及演化等受力性能的影响,对加劲节点和常规节点进行了支管轴压静力加载试验.试验结果表明:高强方钢管轻骨料混凝土桁架T型节点的典型破坏模式有连接区主管受压上翼缘凹陷、主管腹板凸曲、主管弯曲、支管侧倾失稳、加劲板屈曲、支主管焊缝开裂和加劲板与支管焊缝开裂等.常规节点的承载力取决于支管根部及其焊缝的承载强度和连接区主管上翼缘的局部承压强度,其荷载-位移曲线形成流塑平台.加劲节点的承载力取决于包括加劲板扩散效应的支管根部及其焊缝的承载强度、连接区主管上翼缘扩散承压强度和加劲板屈曲强度,其荷载-位移曲线呈渐变上升趋势,没有屈服平台.加劲板明显提高了T型节点的承载力,加劲节点的屈服承载力和极限承载力较常规节点分别提高10.0%~40.0%和15.0%~48.3%,加劲节点的承载力随支主管截面宽度比的增加而提高.

关键词： T型节点高强方钢管轻骨料混凝土加劲板试验承载力