不同荷載工況下雙段變截面H型鋼梁相關(guān)屈曲性能

以有限元分析軟件ansys為工作平臺(tái),基于非線性板殼有限元理論,采用殼單元對(duì)等截面h型鋼梁考慮雙重非線性的全過程分析,從而對(duì)其屈曲性能進(jìn)行深入的研究。通過變化構(gòu)件腹板、翼緣的殘余應(yīng)力峰值,從荷載-位移曲線、承載力、變形的發(fā)展等方面入手,分析了殘余應(yīng)力對(duì)等截面h型鋼梁屈曲性能的影響,獲得了一些有價(jià)值的結(jié)論。

采用解析法研究"翼緣-卷邊"截面的畸變屈曲,采用翼緣和卷邊并聯(lián)抵抗彎曲荷載的模型,提出卷邊截面的等效抗彎剛度計(jì)算公式。采用解析法分析了z形和c形截面軸壓時(shí)的屈曲,得到了局部屈曲和畸變屈曲的臨界應(yīng)力、屈曲系數(shù)及其對(duì)應(yīng)的半波長。并提出了精度良好,大部分情況下是略偏安全的計(jì)算公式。

對(duì)6個(gè)受軸壓和強(qiáng)軸方向循環(huán)彎矩的大寬厚比h型鋼梁-柱連接進(jìn)行試驗(yàn)研究。使用可靠的結(jié)構(gòu)測(cè)試體系并選擇不同橫截面類型、腹板和翼緣寬厚比的試樣。測(cè)試結(jié)果顯示局部屈曲為試樣的主要失效模式。由于這些樣本的腹板和翼緣寬厚比較大,h型鋼試樣展現(xiàn)了其在一定塑性變形能力外的有限抗力以及耗能能力,因此推薦在震區(qū)使用這樣的部件。翼緣寬厚比和軸壓比也對(duì)滯回性能有很大的影響。此外,提出一個(gè)改進(jìn)的極限強(qiáng)度的塑性階段有效寬度法。

對(duì)c型或z型檁條受彎時(shí)的畸變屈曲進(jìn)行分析,指出了目前澳大利亞和美國規(guī)范采用薄壁構(gòu)件理論分析畸變屈曲的方法,過高估計(jì)了翼緣-卷邊的剛度,因而采用降低腹板對(duì)翼緣約束的方式,使得結(jié)果符合有限條方法的結(jié)果。通過采用卷邊等效抗彎剛度,對(duì)翼緣采用板件理論研究,推導(dǎo)了腹板對(duì)翼緣的約束剛度計(jì)算公式,并將其用于翼緣-卷邊的畸變屈曲計(jì)算和局部屈曲計(jì)算,與有限元方法的計(jì)算結(jié)果對(duì)比表明,得到的屈曲系數(shù)精度良好且偏安全。

按強(qiáng)度條件確定的等截面h型鋼梁最經(jīng)濟(jì)截面是客觀存在的,利用"應(yīng)力水平最高"及"剛度要求"的條件重新定義最小高跨比,利用"截面積最小"及"同等耗材剛度最大"的條件推導(dǎo)出經(jīng)濟(jì)截面的新算式。該算式包含腹板高厚比限值這一重要參數(shù),可以根據(jù)不同可靠度要求設(shè)定不同的高厚比限值,進(jìn)而得到不同的經(jīng)濟(jì)截面。

提出了一種基于有效寬度法的設(shè)計(jì)方法,用于計(jì)算冷彎c型和z型截面構(gòu)件受彎下的名義畸變屈曲強(qiáng)度。這種方法能整合到aisis100規(guī)定的經(jīng)典有效寬度法,使得常規(guī)設(shè)計(jì)方法能適用于更廣泛的極限狀態(tài)。用直接測(cè)受彎構(gòu)件屈曲強(qiáng)度的方法對(duì)新方法進(jìn)行了校核。試驗(yàn)結(jié)果表明,新方法能合理地預(yù)測(cè)符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的c型、z型截面構(gòu)件的畸變屈曲強(qiáng)度。新方法的準(zhǔn)確性和可靠性與直接試驗(yàn)法在同一水平上。

采用落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了4個(gè)熱軋h型鋼梁動(dòng)態(tài)抗沖擊力學(xué)性能試驗(yàn),通過改變落錘沖擊速度和落錘沖擊能量以研究雙跨約束鋼梁的動(dòng)態(tài)抗沖擊力學(xué)性能。試驗(yàn)測(cè)試了沖擊力、位移時(shí)程曲線及型鋼表面應(yīng)變時(shí)程曲線,研究約束鋼梁在沖擊荷載作用下懸鏈線效應(yīng)的形成機(jī)理和影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明:在試驗(yàn)參數(shù)范圍內(nèi),鋼梁最大沖擊力和沖擊力時(shí)程曲線變化趨勢(shì)與沖擊能量無明顯關(guān)系,沖擊作用時(shí)間和殘余變形隨沖擊能量的增大而增大。在沖擊荷載作用下,鋼梁跨中受沖擊區(qū)域均發(fā)生了不同程度的局部變形,主要表現(xiàn)為翼緣翹曲和腹板剪切變形,鋼梁轉(zhuǎn)角在0.0464～0.0984rad范圍內(nèi),基本保持了截面的完整性,表明熱軋h型鋼梁在沖擊荷載作用下具有良好的抗沖擊性能和延性性能。

對(duì)受彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)作彈塑性分析,以便確定沿構(gòu)件縱軸各截面彈性區(qū)的分布范圍,再通過建立平面外彎曲與扭轉(zhuǎn)的平衡方程求解構(gòu)件的臨界彎矩。求解得到的mcr與給定的m之間的差值應(yīng)滿足精確度|δm/m|≤10-3,解得的彎矩即為臨界彎矩。

冷彎薄壁型鋼低層住宅房屋體系的墻體一般由墻體密立柱、墻面圍護(hù)材料組成墻面材料不僅是建筑的需要,同時(shí)也能在一定程度上對(duì)墻體立柱提供有效的支承作用通過簡化推導(dǎo),建立起了考慮墻板的支承效應(yīng)時(shí)墻體立柱的力學(xué)模型,并在彈性范圍內(nèi),分別利用rayleighritz法推導(dǎo)出了墻體立柱兩端簡支、兩端固定、一端固定一端自由和一端簡支一端固定等4種典型邊界條件下墻體立柱的整體屈曲臨界荷載,并將其轉(zhuǎn)化成為常規(guī)形式的表達(dá)式,可供設(shè)計(jì)、研究參考

簡支工字型鋼梁在均布荷載作用下臨界荷載的計(jì)算

采用有限元軟件abaqus對(duì)卷邊z型鋼梁進(jìn)行線彈性畸變屈曲分析,針對(duì)其畸變屈曲模態(tài),在沿梁的長度方向加設(shè)一定數(shù)量的連桿或隔板來防止畸變屈曲的發(fā)生。通過有限元對(duì)加固后的z型鋼梁進(jìn)行分析,比較各種加固措施,提出有效的加固方法。

針對(duì)現(xiàn)行中國規(guī)程,提出一種考慮相關(guān)屈曲的波紋腹板h型鋼梁剪切屈曲極限承載力計(jì)算方法.與其他計(jì)算方法相比,此方法計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值吻合較好.可為同行設(shè)計(jì)研究提供參考.

　基于軸線可伸長彈性桿的幾何非線性理論,建立了同時(shí)作用端部軸向集中荷載和沿軸線作用分布軸向載荷的變截面彈性懸臂柱的后屈曲控制方程·　采用打靶法直接求解了所得強(qiáng)非線性邊值問題,給出了截面線性變化的圓截面柱的二次平衡路徑及其過屈曲位形曲線·　

采用abaqus有限元軟件,對(duì)熱軋h型鋼梁在側(cè)向沖擊荷載作用下的基本力學(xué)性能進(jìn)行了參數(shù)分析。首先,通過與已有熱軋h型鋼梁受側(cè)向沖擊的試驗(yàn)對(duì)比,驗(yàn)證了本分析模型的可靠性;進(jìn)而,采用該模型模擬分析和討論了沖擊能、沖擊物質(zhì)量、沖擊速度等參數(shù)對(duì)h型鋼梁在側(cè)向沖擊下動(dòng)力響應(yīng)的影響。結(jié)果表明:采用該文建立的有限元分析模型,可較好地模擬熱軋h型鋼梁在側(cè)向沖擊作用下的動(dòng)力響應(yīng)過程,沖擊能、沖擊物質(zhì)量和沖擊速度對(duì)鋼梁的動(dòng)力響應(yīng)有不同程度的影響。該文的結(jié)論為h型鋼梁沖擊后剩余承載能力的研究奠定了基礎(chǔ)。

以實(shí)際工程中的熱力管道支架柱為例,根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性理論,建立起一套h型鋼柱雙向受力承載力分析和雙力矩應(yīng)力變形計(jì)算方法,并運(yùn)用有限元法中的矩形板殼單元,系統(tǒng)地分析了支架柱在壓彎扭荷載共同作用下的鋼柱承載力特征和變形狀態(tài)。綜合分析結(jié)果表明:支架在受力過程中,特別是在扭矩作用下,會(huì)出現(xiàn)小應(yīng)變、大位移和大轉(zhuǎn)動(dòng)的情況,具有明顯的幾何非線性特征;當(dāng)應(yīng)力較小時(shí),即構(gòu)件最大應(yīng)力小于強(qiáng)度設(shè)計(jì)值時(shí),采用雙力矩方法來分析可以滿足工程需要;分析結(jié)果與實(shí)際較為吻合,該方法具有較好的實(shí)用價(jià)值。

沖擊荷載下兩端簡支高橋墩的動(dòng)力屈曲——考慮剪切變形和大位移的影響，建立高橋墩在沖擊荷載作用下的非線性動(dòng)力學(xué)基本方程式；通過位移形函數(shù)假設(shè)，采用伽遼金積分方法得到了時(shí)間變率的動(dòng)力學(xué)控制方程；利用四階runge—kutta法進(jìn)行數(shù)值求解，得到?jīng)_擊荷載作用下...

卷邊槽鋼的局部相關(guān)屈曲和畸變屈曲

本文將探討型鋼梁和組合梁在建設(shè)工程領(lǐng)域中截面選擇方法上的不同。通過對(duì)比兩種類型梁的特點(diǎn)和優(yōu)劣勢(shì)，幫助讀者了解如何在具體設(shè)計(jì)中選擇適合的截面形式。

通過試驗(yàn)研究了特高壓輸電塔塔身主材規(guī)格為l160×12、l160×14、l160×16的3種q420高強(qiáng)雙角鋼十字組合截面偏壓構(gòu)件的破壞模式,試驗(yàn)結(jié)果表明此種構(gòu)件均以整體彈塑性彎曲屈曲破壞為主。基于改進(jìn)逆算單元長度法編制相應(yīng)程序,計(jì)算得到了這3種角鋼規(guī)格在不同長細(xì)比并考慮殘余應(yīng)力情況下截面的彎矩軸力相關(guān)曲線,提出適用于此類截面形式的彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定的建議計(jì)算公式及柱子曲線。引用的非線性冪函數(shù)模型能較好的反映此類偏壓構(gòu)件在等端彎矩受力作用下桿件端部彎矩與桿端轉(zhuǎn)角的彎矩轉(zhuǎn)角關(guān)系。

氯離子侵蝕不同荷載下的鋼筋混凝土梁正截面承載能力研究——本文通過試驗(yàn)并采用試驗(yàn)研究的分析方法，對(duì)經(jīng)過直流電源加速腐蝕到一定程度的構(gòu)件，初步建立了模擬廣西海洋大氣鹽霧環(huán)境下混凝土在氯離子擴(kuò)散作用下耐久性的加速試驗(yàn)方法，對(duì)氯離子侵蝕鋼筋混凝土構(gòu)件...

變截面H型鋼理論重量計(jì)算表格

荷載作用下不同截面尺寸邊梁對(duì)板-柱結(jié)構(gòu)受力影響分析研究——本文結(jié)合筆者多年結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐，介紹了設(shè)有不同截面尺寸邊梁的板柱結(jié)構(gòu)在荷載作用下破壞類型及判定方法，并通過采用ansys5．7有限元程序計(jì)算了兩種柱距時(shí)多種不同尺寸邊粱截面條件的板一柱結(jié)構(gòu)在豎向...