板件中間V形加勁復(fù)雜卷邊槽鋼軸壓構(gòu)件的穩(wěn)定性能

研究了帶有腹板加勁肋的帽形卷邊槽鋼截面的薄壁組合柱的屈曲性能。這些柱由具有對稱鋪設(shè)角的層合板構(gòu)成。采用有限元法對柱的屈曲性能進(jìn)行分析。通過分叉分析以獲得屈曲荷載及柱的振型。采用荷載-撓度曲線分析對柱的后屈曲性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明:鋪設(shè)角和幾何參數(shù)對柱的屈曲和后屈曲性能影響顯著。本文的研究結(jié)果有助于研究如何提高組合柱的承載能力。

為研究腹板開孔具中間加勁肋的冷彎薄壁卷邊槽鋼構(gòu)件的受壓性能,對兩種截面形式的短柱和中長柱共計(jì)16根軸壓構(gòu)件的承載力和屈曲模式進(jìn)行了試驗(yàn)分析.結(jié)果表明:所有試件均發(fā)生畸變屈曲失效,中長柱試件還伴隨有繞弱軸的整體彎曲;腹板孔洞導(dǎo)致構(gòu)件屈曲模式發(fā)生變化,孔洞周邊板件有局部屈曲產(chǎn)生;孔洞的存在使試件承載力降低,短柱試件承載力的減小幅度比中長柱試件的大;同組試件中畸變初始缺陷大的,一般承載力較小,畸變變形偏大;極限承載力下開孔構(gòu)件的畸變變形一般大于未開孔構(gòu)件.文中還對所有試件進(jìn)行了有限元模擬,發(fā)現(xiàn)有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)值吻合較好.

關(guān)于冷彎內(nèi)卷邊槽鋼（c220*75*20*2.5mm） 加工生產(chǎn)工藝說明 一、冷彎內(nèi)卷邊槽鋼與普通熱軋槽鋼區(qū)別： 普通槽鋼為熱軋型屬于型材類由鋼鐵廠直接生產(chǎn)，而冷彎內(nèi)卷邊 槽鋼是熱卷板冷彎加工而成。冷彎內(nèi)卷邊槽鋼用于鋼結(jié)構(gòu)建筑的 檁條，墻梁（特點(diǎn)：壁薄自重輕、截面性能優(yōu)良、強(qiáng)度高同等強(qiáng) 度可以節(jié)約材料30%）。 二、冷彎內(nèi)卷邊槽鋼配件： 1.檁托板（加工流程：鋼板切割下料，除銹，鉆孔，焊接組裝， 噴漆）： （檁托板大樣圖） 2.螺栓螺帽； 3.拉條（加工流程：圓鋼切割，滾絲，除銹，噴漆）； 4.隅撐（加工流程：角鋼切割，鉆孔，除銹，噴漆） 三、冷彎內(nèi)卷邊槽鋼加工制作流程： 1.鋼結(jié)構(gòu)公司購買整卷帶鋼; （帶鋼原材料） 2.鋼結(jié)構(gòu)公司通過冷彎內(nèi)卷邊槽鋼設(shè)備按照設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)師計(jì)算 的長度及數(shù)量來生產(chǎn)冷彎內(nèi)卷邊槽鋼（半成品）。 （冷彎內(nèi)卷邊制作加工設(shè)備） 3.生產(chǎn)出來的冷彎槽鋼人工除

現(xiàn)行國家規(guī)范《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》(gb50018-2002)提出了適用于各種型鋼構(gòu)件板組的約束系數(shù)統(tǒng)一計(jì)算公式。針對冷彎薄壁卷邊槽鋼純彎構(gòu)件畸變屈曲運(yùn)用直接強(qiáng)度法計(jì)算受壓翼緣板組約束系數(shù),并與規(guī)范計(jì)算結(jié)果比較,得到一些有價(jià)值的結(jié)論,供設(shè)計(jì)研究參考。

現(xiàn)行國家規(guī)范《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》(gb50018-2002)提出適用于各種型鋼構(gòu)件板組的約束系數(shù)統(tǒng)一計(jì)算公式。針對冷彎薄壁卷邊槽鋼純彎構(gòu)件畸變屈曲運(yùn)用直接強(qiáng)度法計(jì)算受壓翼緣板組約束系數(shù),并與gb50018-2002計(jì)算結(jié)果比較,得到一些有價(jià)值的結(jié)論,供設(shè)計(jì)研究參考。

基于直接強(qiáng)度法,擬合冷彎薄壁卷邊槽鋼軸壓柱局部屈曲、畸變屈曲實(shí)用計(jì)算公式,取局部屈曲、畸變屈曲與整體屈曲三者的最小值作為軸壓柱屈曲計(jì)算結(jié)果。3種屈曲計(jì)算值與有關(guān)試驗(yàn)值的對比分析表明,所提出的實(shí)用計(jì)算公式在適用范圍內(nèi)與試驗(yàn)值吻合較好,且計(jì)算公式簡單、實(shí)用,避免了對專用計(jì)算程序的依賴。

卷邊槽鋼的局部相關(guān)屈曲和畸變屈曲

采用有效寬度法和直接強(qiáng)度法分別對冷彎薄壁卷邊槽鋼軸壓柱承載能力進(jìn)行了分析,在此基礎(chǔ)上,對加設(shè)隔板這種加固方式的試驗(yàn)效果進(jìn)行比較分析,結(jié)果表明:當(dāng)采用矩形隔板,在1/2～1/3半波間距布置隔板時(shí),為經(jīng)濟(jì)有效的布置方式。

文中對應(yīng)用于開單孔軸壓構(gòu)件承載力計(jì)算的直接強(qiáng)度法進(jìn)行了介紹,同時(shí)給出了腹板開多圓孔和多橢圓孔軸壓構(gòu)件的試驗(yàn)結(jié)果,利用介紹的直接強(qiáng)度法計(jì)算了試驗(yàn)構(gòu)件的極限承載力。計(jì)算結(jié)果表明：應(yīng)用于開單孔軸壓構(gòu)件承載力計(jì)算的直接強(qiáng)度法計(jì)算構(gòu)件承載力與試驗(yàn)值比較吻合,且有一定的安全度。應(yīng)用于單孔軸壓構(gòu)件極限承載力計(jì)算的直接強(qiáng)度法同樣適用于腹板開多孔構(gòu)件極限承載力的計(jì)算,可用于冷彎薄壁型鋼開孔構(gòu)件的工程設(shè)計(jì)。

文中對應(yīng)用于開單孔軸壓構(gòu)件承載力計(jì)算的直接強(qiáng)度法進(jìn)行了介紹,同時(shí)給出了腹板開多圓孔和多橢圓孔軸壓構(gòu)件的試驗(yàn)結(jié)果,利用介紹的直接強(qiáng)度法計(jì)算了試驗(yàn)構(gòu)件的極限承載力。計(jì)算結(jié)果表明:應(yīng)用于開單孔軸壓構(gòu)件承載力計(jì)算的直接強(qiáng)度法計(jì)算構(gòu)件承載力與試驗(yàn)值比較吻合,且有一定的安全度。應(yīng)用于單孔軸壓構(gòu)件極限承載力計(jì)算的直接強(qiáng)度法同樣適用于腹板開多孔構(gòu)件極限承載力的計(jì)算,可用于冷彎薄壁型鋼開孔構(gòu)件的工程設(shè)計(jì)。

研究了高強(qiáng)冷彎薄壁卷邊槽鋼柱在高溫下的性能和承載力計(jì)算。在試驗(yàn)基礎(chǔ)上建立了高強(qiáng)冷彎薄壁卷邊槽鋼柱的有限元模型,模型考慮了局部和整體初始缺陷的影響;利用高強(qiáng)度冷彎薄壁鋼材的高溫材料性能試驗(yàn)結(jié)果,進(jìn)行了高強(qiáng)冷彎薄壁卷邊槽鋼柱在均勻溫度和非均勻溫度分布下的性能研究;基于《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》提出了均勻高溫下的承載力計(jì)算公式,基于直接強(qiáng)度法提出了非均勻高溫下的承載力計(jì)算公式。

墻面板、主柱和導(dǎo)軌梁通過連接件連接構(gòu)成了冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的豎向承重單元。墻面板即使較弱，也能在一定程度上提高立柱的承載力。目前國內(nèi)對墻面板支撐主柱（墻柱）的豎向承載力還沒有相應(yīng)規(guī)范。借鑒國內(nèi)外最新研究成果，推導(dǎo)了卷邊槽鋼墻柱的豎向承載力計(jì)算公式，并用試驗(yàn)結(jié)果對其進(jìn)行了驗(yàn)證。

冷彎薄壁卷邊槽鋼檁條的有效截面分析

隨著高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼在建筑業(yè)中的大規(guī)模應(yīng)用,使得構(gòu)件畸變屈曲的出現(xiàn)可能先于板件的局部屈曲,成為構(gòu)件失效控制模式。畸變屈曲的破壞機(jī)理不同于局部屈曲,其彈性屈曲應(yīng)力計(jì)算過程也大相徑庭?，F(xiàn)有畸變屈曲臨界應(yīng)力的計(jì)算公式異常復(fù)雜,在設(shè)計(jì)中可以借助數(shù)值分析的方法進(jìn)行計(jì)算。有限條方法和有限元方法是常用的兩種數(shù)值分析方法,采用有限條方法和有限元方法計(jì)算了冷彎薄壁型鋼柱構(gòu)件彈性畸變屈曲應(yīng)力和屈曲半波長度,對比研究發(fā)現(xiàn)二者結(jié)果非常接近,均可用于分析柱試件的彈性畸變屈曲。

通過計(jì)算得到了適合各種彎起角度的斜卷邊槽形截面特性計(jì)算公式,方便了手算求解構(gòu)件的屈曲應(yīng)力。采用直接強(qiáng)度計(jì)算法對斜卷邊槽鋼軸壓固支柱的穩(wěn)定承載力及破壞模式進(jìn)行了分析,并與已有的試驗(yàn)資料進(jìn)行了對比。結(jié)果表明:直接強(qiáng)度法可以有效地預(yù)測斜卷邊槽鋼軸壓固支構(gòu)件的穩(wěn)定承載力,從而說明了建立在簡支試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上,經(jīng)回歸得到的直接強(qiáng)度法同樣適用于固支柱穩(wěn)定承載力的計(jì)算。

對冷彎薄壁卷邊槽鋼軸壓柱承載力進(jìn)行了穩(wěn)定承載力計(jì)算,結(jié)果表明:直接強(qiáng)度法可以有效地預(yù)測冷彎薄壁卷邊槽鋼軸壓柱的穩(wěn)定承載力,與gb50018-2002中的有效寬度法計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果吻合良好且偏于安全。

對冷彎薄壁卷邊槽鋼軸壓柱承載力分別用中國規(guī)范(gb50018-2002)中的有效寬度法和美國規(guī)范aisis100-2007附錄中的直接強(qiáng)度法(dsm)進(jìn)行了穩(wěn)定承載力計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明:采用0.85fy的直接強(qiáng)度法可以有效預(yù)測冷彎薄壁卷邊槽鋼軸壓柱穩(wěn)定承載力,與gb50018-2002中的有效寬度法計(jì)算結(jié)果吻合較好,可供修訂規(guī)范和設(shè)計(jì)時(shí)參考。

以安家?guī)X露天礦北幫為例,采用有限元強(qiáng)度折減法分析安家?guī)X露天礦北幫在逆斷層破碎帶和陷落柱破碎帶影響下的邊坡穩(wěn)定情況,并基于北幫原設(shè)計(jì)方案、最終優(yōu)化方案、提前降盤方案、提前轉(zhuǎn)向并降盤方案,研究斷層、陷落柱破碎帶影響下的北幫邊坡力學(xué)特性和邊坡連續(xù)開采過程中的穩(wěn)定性。

考慮穿越復(fù)雜巖溶地質(zhì)樁基的實(shí)際受力情況,提出假設(shè),建立樁基承載力計(jì)算簡化模型,并提出樁基承載力計(jì)算公式;最后基于實(shí)際工程,分析了相關(guān)參數(shù)對穿越復(fù)雜巖溶地質(zhì)樁基穩(wěn)定性的影響,得出樁徑的影響最為顯著的結(jié)論。

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應(yīng)用有限元軟件ansys對煙道、選擇性催化還原(scr)反應(yīng)器及支架進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)靜力分析,選取反應(yīng)器上變形最大的側(cè)壁板及有矩形大開孔的壁板作為研究對象,分別研究了加勁形式及開孔對薄鋼板穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明:對于單向受壓的加勁板,現(xiàn)有的加勁肋設(shè)計(jì)方法滿足穩(wěn)定性的要求;在其他條件相同、板受單向均布?jí)毫r(shí),加勁肋截面面積相同的條件下,配置l型加勁肋時(shí)板的穩(wěn)定性比配置t型加勁肋的板更強(qiáng);矩形大開孔改變了板的應(yīng)力分布,在開孔的周邊容易出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象,隨著開孔的增大,板的臨界屈曲特征值呈線性降低,但在開孔周邊布置加勁肋能有效防止開孔周邊板的失穩(wěn);相同截面面積的l型加勁肋對板的約束能力比t型加勁肋強(qiáng);開孔會(huì)降低板的承載力,但開孔周邊適當(dāng)添加加勁肋能較大程度提高加勁板的臨界屈曲特征值。

冷彎薄壁卷邊槽鋼在受力過程中除可能出現(xiàn)整體屈曲和局部屈曲外,還可能出現(xiàn)畸變屈曲。發(fā)生畸變屈曲會(huì)惡化構(gòu)件的受力性能,從而降低構(gòu)件的極限承載力。比較研究了5個(gè)國家或地區(qū)規(guī)范針對畸變屈曲的設(shè)計(jì)計(jì)算方法,并對最新的畸變屈曲承載力計(jì)算方法研究成果進(jìn)行歸納,最后就既有的5種考慮畸變屈曲的承載力計(jì)算方法與有關(guān)試驗(yàn)進(jìn)行對比分析,結(jié)果表明:北美規(guī)范采用的直接強(qiáng)度法適用范圍廣且精度相對較高。