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加劲板对钢空腹夹层板剪力键剪切性能影响研究

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建筑科学 2022年第3期38卷 18-24页

作者：肖同马克俭卢亚琴贵州大学空间结构研究中心贵州贵阳550025 贵州省结构工程重点实验室贵州贵阳550025

剪力键是空间钢网格结构的核心构件,其剪切性能对整体结构抗剪能力影响很大。为研究加劲板对钢空腹夹层板剪力键剪切性能的影响,运用ABAQUS通用有限元软件,建立了有无竖向加劲板两组节点纯剪切状态下的数值模型。研究剪力键节点的抗剪性... 详细信息

剪力键是空间钢网格结构的核心构件,其剪切性能对整体结构抗剪能力影响很大。为研究加劲板对钢空腹夹层板剪力键剪切性能的影响,运用ABAQUS通用有限元软件,建立了有无竖向加劲板两组节点纯剪切状态下的数值模型。研究剪力键节点的抗剪性能,选取了竖向加劲板宽度和厚度对节点极限承载力进行参数分析,进而研究了竖向加劲板宽厚比对节点承载力的影响。研究结果表明:纯剪切状态下,有加劲板的构件承载力明显高于无加劲板的构件。竖向加劲板的设置,使得T型钢上(下)肋和方钢管可以整体协同受力,使剪力键节点域的受力更加均匀。竖向加劲板宽度和厚度对剪力键节点域承载力影响较大,给出了竖向加劲板宽厚比的建议取值范围,研究结论可为工程设计提供理论参考。

关键词：空腹夹层板加劲板剪力键剪切性能参数分析

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考虑初始缺陷的加劲板的非线性稳定性

北京科技大学学报 2011年第12期33卷 1572-1578页

作者：罗晓玲宋波许晓慧北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

实际板壳结构中的初始缺陷会影响结构的安全性和稳定性.以某实际钢结构工程为研究背景,重点考虑初始缺陷的影响,研究了不同的缺陷大小、加劲形式、加载方式及边界条件下,加劲板的非线性稳定性情况.结果表明:对于四边简支板,板的厚度越小... 详细信息

实际板壳结构中的初始缺陷会影响结构的安全性和稳定性.以某实际钢结构工程为研究背景,重点考虑初始缺陷的影响,研究了不同的缺陷大小、加劲形式、加载方式及边界条件下,加劲板的非线性稳定性情况.结果表明:对于四边简支板,板的厚度越小,缺陷的影响越明显;初始缺陷相同,扁钢的非线性应力值最大;单边加载状况下,初始缺陷对板的非线性稳定性影响较大;初始缺陷对四边简支和四边固结加劲板的影响较平稳.

关键词：加劲板初始缺陷稳定性屈曲非线性分析有限元法

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抗弯刚度比对加劲板屈曲性能的影响

北京科技大学学报 2012年第11期34卷 1352-1357页

作者：武晓东宋波北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

以一大型薄壁钢结构的加劲板为研究对象,采用有限元方法,考虑了13种不同的刚度比、多种不同的加劲肋布置方式以及边界条件等因素,分析了加劲板线性屈曲和非线性屈曲性能.抗弯刚度比对加劲板的屈曲性能影响显著,加劲板最佳抗弯刚度比将... 详细信息

以一大型薄壁钢结构的加劲板为研究对象,采用有限元方法,考虑了13种不同的刚度比、多种不同的加劲肋布置方式以及边界条件等因素,分析了加劲板线性屈曲和非线性屈曲性能.抗弯刚度比对加劲板的屈曲性能影响显著,加劲板最佳抗弯刚度比将其线性屈曲模态划分为整体屈曲和局部屈曲,其值为10～20.加劲板非线性屈曲荷载随抗弯刚度比增大而提高.另外,在加载方向增加加劲肋布置可以提高加劲板局部屈曲荷载,在非加载方向增加加劲肋布置对加劲板的局部屈曲性能影响较小.

关键词：钢结构加劲板刚度屈曲有限元法

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弹性地基加劲板BEM—FEM动力分析

工程力学 2000年第A3期3卷 72-76页

作者：金康宁武汉城建学院

本文采用ＢＥＭ－ＦＥＭ耦联分析方法。将弹性地基加劲板分为弹性地基薄板和结合梁（格栅）两部分，弹性地基薄板部分用无奇点边界元法（ＢＥＭ）处理，而格机用有限元法（ＦＥＭ）处理，分别建立各自的方程，然后根据板与梁之间的平衡... 详细信息

本文采用ＢＥＭ－ＦＥＭ耦联分析方法。将弹性地基加劲板分为弹性地基薄板和结合梁（格栅）两部分，弹性地基薄板部分用无奇点边界元法（ＢＥＭ）处理，而格机用有限元法（ＦＥＭ）处理，分别建立各自的方程，然后根据板与梁之间的平衡和协调条件加以耦合，导出弹性地基加劲板的自振特征方程，从而求解各阶频率和振型。本文法适用于任意形状、任意边界条件以及非均匀地基上的加劲板，且精度良好。

关键词：弹性地基加劲板 BEM FEM 动力分析

推广的铆钉力法解对接桁条加劲板的应力强度因子

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航空学报 1990年第4期11卷 B144-B150页

作者：黄共青刘雪惠西北工业大学

本文通过两类带有对接桁条加劲板应力强度因子的求解,说明推广的铆钉力法及其应用,侧重地讨论了用Pars位移公式确定不规则含裂纹构件位移场的具体步骤。文中给出了两个实际算例的计算曲线,这一结果趋势合理,精度满足工程要求,可直接为... 详细信息

本文通过两类带有对接桁条加劲板应力强度因子的求解,说明推广的铆钉力法及其应用,侧重地讨论了用Pars位移公式确定不规则含裂纹构件位移场的具体步骤。文中给出了两个实际算例的计算曲线,这一结果趋势合理,精度满足工程要求,可直接为工程应用服务。

关键词：加劲板桁条应力强度因子计算

BEM——FEM耦联分析加劲板简谐受迫振动

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工程力学 1996年第A2期13卷 423-428页

作者：金康宁

将加劲分解为薄板和加劲梁（格栅）两部分，薄板部分用无奇点边界元法（ＢＥＭ）处理，格栅用ＰＥＭ处理，分别建立各自的动力方程，然后根据板与梁之间的平衡和协调条件加以耦合，导出加劲板的耦联方程，从而求解出最大动力反应，本方... 详细信息

将加劲分解为薄板和加劲梁（格栅）两部分，薄板部分用无奇点边界元法（ＢＥＭ）处理，格栅用ＰＥＭ处理，分别建立各自的动力方程，然后根据板与梁之间的平衡和协调条件加以耦合，导出加劲板的耦联方程，从而求解出最大动力反应，本方法适于任意形状，任意边界条件和任意方向布置加劲梁，且精度满意。

关键词：加劲板动力分析边界元板梁结构

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高强度钢加劲板轴压承载性能研究

钢结构 2016年第11期31卷 42-46页

作者：翁雅谷肖维思刘玉擎温州市交通投资集团有限公司浙江温州325000 同济大学桥梁工程系上海200092

为研究Q420高强度钢加劲板轴压承载能力,针对不同截面尺寸的高强度钢加劲板进行了轴压模型试验,探讨了加劲板极限承载力、破坏模态、变形等性能,并建立三维实体弹塑性有限元模型,比较分析了残余应力及几何缺陷对加劲板承载性能的影响。... 详细信息

为研究Q420高强度钢加劲板轴压承载能力,针对不同截面尺寸的高强度钢加劲板进行了轴压模型试验,探讨了加劲板极限承载力、破坏模态、变形等性能,并建立三维实体弹塑性有限元模型,比较分析了残余应力及几何缺陷对加劲板承载性能的影响。研究结果表明:加劲板破坏形式为母板先于肋板失稳、肋板先于母板失稳两种形式。随着肋板相对回转半径的增大,破坏形式由母板先失稳向肋板先失稳转化;几何缺陷为极限承载力的主要影响因素;残余应力可降低承载力下降速率。

关键词：高强度钢加劲板承载能力模型试验数值分析

不设置水平加劲板的箱形柱-H型钢梁刚性连接中节点的强度设计条件

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不设置水平加劲板的箱形柱-H型钢梁刚性连接中节点的强度设计条件

作者：方松青重庆大学

学位级别：硕士

钢框架是多高层建筑钢结构中主要的结构形式,箱形柱与H型钢梁刚性连接节点是钢框架结构中最常见的节点形式之一。在传统的梁柱刚性节点构造中,通常在梁翼缘对应的箱形柱内设置水平加劲隔板以有效的传递梁端弯矩,提高节点的刚度和节点域... 详细信息

钢框架是多高层建筑钢结构中主要的结构形式,箱形柱与H型钢梁刚性连接节点是钢框架结构中最常见的节点形式之一。在传统的梁柱刚性节点构造中,通常在梁翼缘对应的箱形柱内设置水平加劲隔板以有效的传递梁端弯矩,提高节点的刚度和节点域的承载力。钢结构设计规范(GB50017-2003)中明确的规定了工字形梁与H形柱刚性连接时,当节点区满足一定条件,柱腹板可不设置横向加劲肋,而对箱形柱连接的情况未加任何说明。本文研究的目的就是弄清楚在非抗震条件下,不设置水平加劲板的箱形柱与在同一条直线上的H型钢梁刚性连接形成的全焊接中节点的强度设计条件。然而国内外对此种形式的节点研究尚不够完善,导致没有完整且系统的分析方法可供借鉴。但是可以综合运用国内外已经研究比较成熟的板件的受拉性能、屈服线形式等理论以及板件极限承载力的计算方法对本文的梁-柱节点进行分析,基于此,做了以下主要研究工作:①从建立有限元力学模型出发,合理的选择了有限元分析的各个模型。在模型的建立过程中做了一些假设,如不考虑焊接残余应力和初始缺陷的影响,构件采用理想的弹-塑性材料,考虑对接焊缝与构件具有同样的材质等。合理的模型对研究影响节点性能的因素起到关键性的作用,本文通过固定梁截面不变,变换柱截面的宽度、壁厚和固定柱截面,改变梁翼缘板的宽度两种方式来进行组合。②对模型进行有限元分析,整理分析后的数据并且总结出影响节点性能的因素。分析过程中对模型施加荷载时首先通过选择合适的轴压比来确定柱轴力并对施加于柱顶;再对梁自由端施加节点集中力,随之进入分析直到程序结束计算。通过对分析数据的整理,描绘出关键点的P-△曲线,并由此确定柱宽度,柱翼缘厚度,柱宽厚比,和柱与梁翼缘宽度比四个因素对节点性能的影响关系。③根据屈服线形式,推导出在强度条件下当不设置水平加劲板的箱形柱与H型钢梁刚性连接形成中节点时,柱壁板厚度的限制条件。计算时采用等强原则,即屈服线承载力不小于H型钢梁翼缘传来的水平力。最后将有限元模型分析的结果和建议公式计算出来的结果进行比较,简化公式并验证本文的思路和方法是可行的。本文采用ANSYS程序对模型进行建模分析,通过分析大量算例的计算结果,归纳得出了不设置水平加劲肋的箱形柱-H型钢梁刚性连接的节点强度设计条件。

关键词：箱形柱加劲板屈服线全焊中节点强度设计非线性有限元分析

高强钢加劲板轴心受压稳定性能及计算方法研究

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高强钢加劲板轴心受压稳定性能及计算方法研究

作者：蒋鸿怡重庆大学

学位级别：硕士

加劲板由加劲肋与母板焊接而成,是一种高度超静定体系,其承载力大大高于普通板的承载力,被广泛应用于桥梁、船舶和航空制造等方面。在工程中引入高强钢加劲板,可进一步减小断面尺寸,减少用钢量,降低构件加工运输成本。我国《公路钢结构... 详细信息

加劲板由加劲肋与母板焊接而成,是一种高度超静定体系,其承载力大大高于普通板的承载力,被广泛应用于桥梁、船舶和航空制造等方面。在工程中引入高强钢加劲板,可进一步减小断面尺寸,减少用钢量,降低构件加工运输成本。我国《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)中钢材最高牌号为Q420,缺乏高强钢相关条文与设计方法,鉴于高强钢对构件的初始缺陷不如普通强度钢材敏感,与普通强度钢材构件的稳定性能存在明显差异,有必要对高强钢加劲板的稳定性能展开研究。本文依托国家重点研发计划项目子课题“高强度结构钢材基本构件设计理论及方法研究”(子课题编号2018YFC0705501-2),运用试验研究和有限元分析方法,研究了高强钢加劲板的轴心受压稳定性能,主要研究内容和成果如下:(1)对12个国产Q420、Q500和Q690钢加劲板试件进行了轴心受压试验,试件包括两种加劲肋形(板肋加劲板和U肋加劲板),加载前测量了钢材的材性数据和板件几何初始缺陷,通过试验得到了两类加劲板的破坏形态、稳定承载力、荷载-轴向位移曲线和荷载-竖向应变曲线等,得出了试件的最终破坏形态与几何初始缺陷形状有关、发生母板局部屈曲的破坏模式对U肋加劲板试件的稳定承载力最为不利的结论。(2)利用通用有限元软件ABAQUS建立了板肋加劲板和U肋加劲板的非线性有限元模型,模型考虑了材料非线性和几何非线性,并应用了多种残余应力模型对加劲板试件的轴心受压稳定性能进行有限元模拟,并从破坏形态、荷载-位移曲线和稳定承载力三方面与试验结果进行对比,确定了本试验最适用的残余应力分布模型。(3)利用验证后的有限元模型,完成了板肋加劲板和U肋加劲板轴心受压稳定性能的有限元算例各270个,研究了有无残余应力、几何初始缺陷幅值、母板宽厚比、长细比和钢材强度等级等参数对加劲板稳定承载力的影响。(4)将试验结果和参数分析结果与各国规范的加劲板稳定承载力设计方法进行对比,在参数分析结果的基础上,对两类加劲板的局部屈曲折减系数进行了拟合,确定了不同等级钢材板肋加劲板和U肋加劲板适用的柱子曲线,提出了高强钢加劲板的稳定承载力建议计算公式,该公式与参数分析结果吻合良好。

关键词：高强钢加劲板轴心受压稳定性能