初始缺陷對冷彎薄壁C型鋼軸心壓桿極限承載力影響分析

介紹了冷彎薄壁型鋼的優(yōu)點及其屈曲后確定承載力采用有效寬度的方法,并結合具體的工程實例,比較了三種不同截面的慣性矩、回轉半徑和承載力;得出了在用鋼量相同的情況下冷彎型鋼具有更大承載力的結果,驗證了冷彎型鋼可以帶來很好經濟效益的結論,為工程應用提供了一定的依據。

利用ansys有限元程序,研究了材料非線性條件下兩端固接時負公差和初彎曲對冷彎薄壁型鋼組合方管柱極限承載力的影響。分析結果表明:冷彎薄壁型鋼組合方管柱中,初始缺陷對其極限承載力的影響不能忽略;當僅存在負公差時,冷彎薄壁型鋼組合方管柱的極限承載力降低7%~13%;當僅存在初彎曲時,冷彎薄壁型鋼組合方管柱的極限承載力降低可達6%,且初彎曲對短柱的極限承載力要比對長柱的影響小。當同時存在初彎曲和負公差時,柱的極限承載力降低不是兩種影響的簡單相加。

研究施工缺陷當中的初彎曲,并且以假設的正弦曲線來模擬施工缺陷中的初彎曲,以纖維屈服準則來求解臨界荷載,之后與無施工缺陷下的自有墩進行對比.

冷彎薄壁型鋼C形截面構件受彎承載力試驗研究

為了研究冷彎薄壁型鋼拼合截面柱的軸壓承載力,對各國有關冷彎薄壁型鋼拼合截面柱的軸壓試驗進行了ansys有限元模擬分析,有限元計算結果與試驗結果吻合良好,從而驗證了有限元方法的正確性。采用有限元方法分析了構件截面形式、截面尺寸以及長細比對冷彎薄壁型鋼拼合截面柱拼合效應的影響,提出了冷彎薄壁型鋼拼合截面柱軸壓承載力的簡化計算方法。分析結果表明:隨著長細比的增大,拼合截面柱的拼合效應隨之增大。對于主要通過螺釘將腹板進行拼合的構件,當翼緣寬厚比一定時,隨著截面寬高比的增大,腹板拼合的整體性增強,從而使拼合效應增大,而截面面積的改變對拼合效應的影響則不是很明顯。

基于已完成的g550冷彎薄壁型鋼屋架結構承載力試驗,采用通用有限元軟件ansys,建立考慮材料和幾何非線性的分析模型.分析結構的特征值屈曲和非線性屈曲承載能力,通過對比試驗數據結果,研究屋架結構的合理分析模式.結果表明,屋架結構的破壞模式為上弦桿的整體彎扭屈曲,與試驗觀測到的現(xiàn)象一致,極限承載力和試驗結果非常接近.研究表明,有限元分析模型設計合理,節(jié)點處自由度耦合的手段能模擬自攻螺釘連接的受力情況.

對冷彎薄壁槽鋼軸壓柱分別用中國規(guī)范(gb50018-2002)中的有效寬度法(ewm)和美國規(guī)范(aisis100-2007)中的直接強度法(dsm)進行了穩(wěn)定承載力計算,并與試驗進行了比較。結果表明:有效寬度法和直接強度法均可有效預測冷彎薄壁槽鋼軸壓柱穩(wěn)定承載力,gb50018-2002中的有效寬度法計算結果偏于安全。

對冷彎薄壁c型鋼軸壓短柱的受力性能和破壞模式進行了試驗研究.設計的截面形式為用節(jié)點板和螺栓連接的雙肢背對背c型鋼,試件共7個,并對其進行了軸壓承載力試驗.研究了該短柱在軸向壓力作用下c型鋼型號(翼緣寬厚比)、節(jié)點板厚度和節(jié)點板間距對短柱受力性能的影響.

冷彎薄壁型鋼

冷彎薄壁型鋼

用我國規(guī)范有效寬度法求得的冷彎薄壁型鋼短柱構件極限承載力高于試驗結果,傾向于不安全。所以,通過分析提出,按照《冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范》gb50018-2002中的有效寬度法計算組合截面冷彎薄壁型鋼受壓構件承載力時,可以對計算結果乘以一個修正系數以示其原結果的不安全程度。由于有效寬度法在計算試件極限承載力時存在不安全性,因此本文引入另一種適用于冷彎薄壁型鋼構件的計算方法,即直接強度法(directstrengthmethod,dsm)。將直接強度法和有效寬度法計算求得的短柱極限承載力與試驗結果進行對比,結果表明,直接強度法的計算結果與試驗值更為吻合,為使其結果更加經濟、安全,本文提出適用于計算組合截面冷彎薄壁型鋼受壓構件承載力的直接強度法建議公式。

厚壁冷彎方矩管和熱軋H型鋼軸壓極限承載力的對比研究

在開口冷彎薄壁型鋼構件沿開口方向上布置一定數量的綴板,能有效阻止開口截面的翹曲變形,可以有效地提高構件承載力。合適的綴板數量與構件長細比有著密切的關系,通過理論推導及對不同長細比構件的數值計算發(fā)現(xiàn),當構件長細比λ小于60,而綴板數量達到3塊時,構件承載能力提高幅度趨于穩(wěn)定;當λ大于60時,綴板數量則需要達到5～6塊。同時,為了方便工程設計使用,提出利用熟知的彎曲失穩(wěn)計算公式的形式,來計算彎扭失穩(wěn)構件的計算方法,并列表顯示出兩者之間的數值關系。

為了研究鋼管活性粉末混凝土(鋼管rpc)柱軸心受壓力學特性,采用全截面受壓方法進行了圓鋼管rpc短柱軸心受壓試驗,測試了其在荷載作用下的變形、應變情況.試驗結果表明,在荷載達到極限承載力時,鋼管prc短柱的變形主要處于彈性階段,當承載力下降到極限承載力的80%～90%后趨于平緩,在總結相關試驗資料的基礎上,參照cecs104:99中鋼管高強混凝土極限承載力公式,提出了鋼管rpc短柱的極限承載力計算經驗公式.為了便于工程應用,把公式中的混凝土強度及其對應的系數α進行了擴展,采用擴展后的系數α對試驗數據重新進行了計算,計算結果與試驗數據符合良好,能滿足工程應用.

以某實際冷彎薄壁型鋼結構中的冷彎薄壁方鋼管柱為例,針對其不同長細比下的軸心受壓承載性能進行試驗和有限元模擬研究。結果表明:1)有限元模擬與試驗結果吻合較好,選擇合理的數值模型可以較好地模擬此類方鋼管柱在不同長細比下的軸心受壓承載性能;2)此類型方鋼管柱長細比小于等于30時,柱極限承載力變化很小,此時柱的破壞由材料的強度控制;當長細比大于30時,此類型柱的軸心受壓極限承載力由穩(wěn)定控制,此時柱的破壞呈脆性特性;當長細比大于48后,其軸心受壓極限承載力下降嚴重,從經濟性考慮,不宜在實際工程中使用。

屈服強度550mpa高強冷彎薄壁型鋼軸壓構件承載力設計——高強冷彎薄壁型鋼結構在國外低層住宅和門式剛架體系中應用較廣，國內已開始采用，但尚無相應設計規(guī)范可依。針對屈服強度550mpa高強鋼材冷彎薄壁型鋼結構常用的軸壓構件的承載力設計方法進行了研究，包括其...

建立了考慮材料、幾何和接觸非線性的有限元模型,在對冷彎薄壁型鋼四肢拼合截面立柱的軸壓性能試驗試件進行模擬分析,驗證有限元方法正確性的基礎上,對考慮長細比、截面翼緣寬厚比等因素的一系列試件進行了數值分析,并得到其軸壓承載力。在相關規(guī)范"有效寬度法"和"直接強度法"的基礎上,提出了冷彎薄壁型鋼四肢拼合截面立柱軸壓承載力的設計方法:有效計算長度法和修正系數法。研究結果表明:試件最終破壞均呈現(xiàn)局部屈曲和畸變屈曲的破壞模式;在未考慮計算長度系數折減的情況下,當長細比小于50時,各規(guī)范公式計算值均略低于試驗值和有限元值,吻合較好,當長細比大于50時,公式計算結果過于保守。

冷彎薄壁C型鋼柱穩(wěn)定性分析

通過對選定截面冷彎薄壁c型鋼軸心受壓柱的在不同柱高與邊界條件下的有限元模擬分析,證實運用殼單元shell181分析單軸對稱構件的受力特性是合適的.分析結果表明,不同的邊界條件對失穩(wěn)模態(tài)發(fā)生次序有一定影響.限制端部的翹曲可明顯提高構件的彎扭承載力.根據對不同截面c型鋼進行的局部失穩(wěn)模擬,結果與國內外規(guī)范的對比表明我國現(xiàn)有規(guī)范對板件局部屈曲計算過于保守.板件的厚度對構件的局部屈曲承載力有很大影響.分析結論成果為該類構件設計以及更深入的研究提供參考.

結構的屈曲分析可分為特征值屈曲分析和非線性屈曲分析。簡要闡述結構特征值屈曲分析和非線性屈曲分析的的基本理論,利用abaqus對青島北站中的預應力鋼壓桿進行特征值屈曲分析和考慮材料非線性和幾何非線性的非線性屈曲分析,對比兩種分析方法所得的極限承載力的差別,同時在非線性屈曲分析中,分析在不同的初始缺陷和不同的初始預應力的條件下預應力壓桿極限承載力的變化,所得結論可為同類大跨空間結構預應力壓桿的設計與計算提供參考。

時效性對單樁極限承載力的影響分析——目前，鹽城地區(qū)正廣泛采用打入式預制樁和泥漿護壁成孔灌注樁。從這兩種樁的成樁工藝，結合地基條件，對鹽城地區(qū)飽和軟粘土層中這兩種樁成樁后休止時間對單樁極限承載力的影響規(guī)律進行了分析研究，并對載荷試驗的間歇時間的...

近幾年來,我國興起了冷彎薄壁型鋼結構住宅體系,冷彎薄壁型鋼得到快速發(fā)展?；?筆者采取試驗、理論和有限元模擬分析相結合的方法,對冷彎薄壁c型鋼梁的彎曲性能進行分析研究,從而得出冷彎薄壁型鋼結構與傳統(tǒng)的熱軋鋼相比,更具有良好經濟性。