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南京工业大学学报（自然科学版） 2021年第5期43卷 663-669页

作者：王淑红张凯旋王一枫诸言涵张大长国网浙江省电力有限公司经济技术研究院浙江杭州310008 南京工业大学土木工程学院江苏南京211800

以安装便捷、加工简单为目的,设计出采用穿心螺栓连接的输电钢管杆横担主管贴板节点,并与插板节点进行对比。在保持主管轴力恒定条件下,开展两种节点横担端部加载的面内承载力试验,考察荷载应变特性、承载力、典型部位应变发展及失效模... 详细信息

以安装便捷、加工简单为目的,设计出采用穿心螺栓连接的输电钢管杆横担主管贴板节点,并与插板节点进行对比。在保持主管轴力恒定条件下,开展两种节点横担端部加载的面内承载力试验,考察荷载应变特性、承载力、典型部位应变发展及失效模式;同时,开展两种节点承载力特性的非线性模拟分析。结果表明:试验及模拟分析结果吻合较好,表明贴板节点具有与插板节点相似的荷载应变特性及承载力;随着试验荷载逐步增大,贴板节点的穿心螺栓应变发展较快,且两侧短螺栓应变大于中间长螺栓,最终主管受压侧应变可达-9×10^(-3);由于节点板贯穿主管,插板节点主管应变发展较为缓慢,最后基本处于弹性状态。因此,加工方便、节省钢材的贴板节点可作为输电钢管杆的横担主管节点形式。

关键词：输电钢管杆横担主管贴板节点横担主管插板节点平面内承载力非线性模拟

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铝合金双向压弯构件稳定性能分析

铝合金双向压弯构件稳定性能分析

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作者：李剑彬福建工程学院

学位级别：硕士

铝合金广泛应用于建筑结构和桥梁结构,这些结构有共同点:轻质、后期维护低、回收率高且施工方便。然而国内对铝合金结构的研究起步较晚,铝合金构件稳定性能研究还需要大量的工作,特别压弯构件稳定性能研究。对于强硬化铝合金,压弯构件... 详细信息

铝合金广泛应用于建筑结构和桥梁结构,这些结构有共同点:轻质、后期维护低、回收率高且施工方便。然而国内对铝合金结构的研究起步较晚,铝合金构件稳定性能研究还需要大量的工作,特别压弯构件稳定性能研究。对于强硬化铝合金,压弯构件稳定性研究还是基于数值分析,暂无双向压弯构件稳定性研究。对于弱硬化铝合金,压弯构件试验规范不大,未能为理论分析和设计公式提供更为充分的依据,暂无双向压弯构件稳定性研究。压弯构件稳定性研究不足必然会制约铝合金在实际工程中应用。《铝合金结构设计规范》GB50429-2007中双向压弯构件稳定计算公式是基于轴压构件和压弯构件的稳定计算公式的线性组合。因此,只有掌握压弯构件的稳定性能相关内容,才能进一步探讨双向压弯构件稳定性能问题。6061-T4和6061-T6分别是强硬化合金、弱硬化合金的中典型的一种,因此,可以通过6061-T4、6061-T6铝合金相关试验和数值计算来了解强、弱合金压弯构件稳定性能的规律,在此基础上,进一步了解强、弱合金双向压弯构件稳定性能的规律。本文通过铝合金材料拉伸试验数据选用符合6061-T4和6061-T6两种铝合金材料的本构关系,建立有限元模型,并通过现有试验数据对其进行验证,从而确定有限元分析方法,为大量参数分析提供基础。在参数分析基础上考察GB50429中的稳定设计方法对强、弱硬化合金压弯构件的适用性,并提出关于压弯构件稳定计算公式中各修正系数的若干设计建议。在参数分析基础上,考察GB50429中稳定设计方法对6061-T4和6061-T6双向压弯构件的适用性,以及验证修正后的双向压弯构件稳定计算公式的合理性。本文主要完成了以下工作:(1)进行了92根铝合金挤压型材压弯构件试验、48根不等端压弯构件试验和40根双向压弯构件试验,主要参数为构件长细比和荷载偏心率两种,涉及到6061-T4和6061-T6两种铝合金材料,试件截面类型包含H形截面、方管截面和扁管截面三种类型。主要考察不同截面类型强、弱硬化铝合金压弯构件在不同受力方式作用下的各个屈曲形态以及各项参数对稳定承载力和变形性能的影响。(2)基于20根铝合金材料拉伸试验数据确定适用于6061-T4和6061-T6两种铝合金材料的本构关系。考察压弯构件有限元模型的影响因素,并通过现有的压弯构件稳定试验数据,确定与之相匹配的有限元分析方法。(3)对平面内失稳压弯构件进行参数分析,对GB50429中的设计公式进行验证并提出合理的建议。结果表明:GB50429中稳定设计方法对6061-T6铝合金平面内失稳压弯构件稍微保守,因此,本文建议该公式中修正系数η值对6061-T6铝合金取0.75,即保留GB50429定的η值;GB50429中稳定设计方法对6061-T4铝合金平面内失稳压弯构件偏保守较多,建议修正系数η值由0.9改为0.8,修正后的压弯构件平面内稳定承载力计算公式较GB50429中相关公式精度均有所提高。(4)对平面内外稳压弯构件进行参数分析,对GB50429中的设计公式进行验证并提出合理的建议。结果表明:GB50429中的稳定设计方法对于H形截面绕强轴受弯平面外失稳压弯构件偏保守,这说明GB50429中压弯构件平面外稳定计算公式可指导国产6061-T4和6061-T6铝合金构件相关设计;GB50429中的稳定设计方法对于箱形截面绕强轴受弯平面外失稳压弯构件偏保守,建议对于6061-T4、6061-T6铝合金箱形截面压弯构件,截面影响系数η由0.7改为0.55,修正后的箱形截面压弯构件平面外稳定承载力计算公式较GB50429中相关公式精度均有所提高。(5)现有两端不等端弯矩平面内失稳压弯构件试验结果均大于GB50429中设计公式得到的结果,且两者大部分数据相差在20%之内,这说明GB50429中平面内失稳压弯构件等效弯矩系数计算公式偏保守,可以指导国产6061-T6和6061-T4相关设计。(6)现有两端不等端弯矩平面外失稳压弯构件试验结果均大于GB50429中设计公式得到的结果,且两者大部分数据相差大于20%,这说明GB50429中平面外失稳压弯构件等效弯矩系数计算公式偏保守,可以指导国产6061-T6和6061-T4相关设计。(7)对双向压弯构件进行参数分析,对GB50429中的设计公式进行验证并提出合理的建议。结果表明:GB50429中的稳定设计方法对于H形截面、箱形截面双向压弯构件偏保守,这说明GB50429中压弯构件平面外稳定计算公式可指导国产6061-T4和6061-T6铝合金构件相关设计;建议对于6061-T4、6061-T6铝合金双向压弯构件,采用修正系数η的建议值和截面影响系数η的建议值后,GB50429中的稳定设计方法精度有所提高。

关键词：铝合金压弯构件双向压弯构件不等端压弯构件平面内承载力平面外承载力设计公式

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