轴心受力钢构件的可靠性比较分析

针对目前工程界存在的中美钢结构规范差异,我国规范无法走出国门的现状,对我国《钢结构设计规范》GB50017-2003和美国《钢结构建筑物荷载及抗力系数设计规范》LRFD-2001中轴心受压构件,利用可靠度理论对两者的可靠度进行了比较,得出一些关于中美钢结构设计规范轴心受压构件可靠度设置水平的结论。     

中美钢结构规范轴心受拉构件可靠度比较

利用可靠度理论,对我国<钢结构设计规范>GB50017-2003和美国<钢结构建筑物荷载及抗力系数设计规范>LRFD-2001中轴心受拉构件的可靠度进行了比较,得出一些关于中美钢结构设计规范轴心受拉构件可靠度设置水平的结论,可为工程建设提供参考.     

Q345钢轴心受力构件高温下设计参数与可靠度分析

我国现行的钢结构设计规范中提出了各类钢材常温下设计指标,但尚未有高温下的设计指标。为了分析高温下钢材的设计指标,收集了152组Q345钢材高温材料性能数据,得到Q345钢材高温下材料性能不定性的统计参数;利用ABAQUS建立有限元模型,计算高温下Q345轴心受力构件承载力360组,从而获得Q345钢轴心受力构件高温下计算模式不定性的统计参数;基于统计结果采用一次二阶矩法,通过MATLAB编制程序提出了Q345钢轴心受力构件高温下抗力分项系数。对提出的系数进行可靠度校核分析,结果表明,满足建筑火灾下的可靠度要求,具有较好的可靠性。     

错列式钢桁架结构受填充墙影响的抗震研究

错列式钢桁架结构比其他结构形式可节省约40%的用钢量,结构杆件的截面比较小,填充墙刚度对结构及杆件受力性能的影响较为重要.采用有限元分析软件ETABS,建立三维空间模型模拟结构的实际受力状态,通过对错列式钢桁架结构在地震力组合荷载作用下是否计取填充墙刚度的对比分析,给出了有关技术参数及钢结构设计的建议.对于错列式钢桁架结构,应据填充墙刚度、位置及与主结构的连接方式等建立空间三维模型进行计算,分析表明,填充墙在没有因偶遇地震荷载破坏之前,具有一定的刚度,它对于结构的自振周期及杆件内力的分布有较大影响.     

水工钢闸门结构正常使用极限状态可靠度分析

基于可靠性原理，建立了水工钢闸门结构正常使用极限状态可靠度分析的极限状态方程，提出了钢闸门结构正常使用极限状态可靠度分析的3种计算模式，即将相对变形限值分别看作常量、随机量和模糊量，并分别给出了其统计参数。在现有荷载统计数据的基础上，采用JC法对水工钢闸门设计规范正常使用极限状态可靠指标进行了校准计算和分析。结果表明，可靠指标满足国际标准《结构可靠性总原则》的要求，且露顶门可靠指标大于潜孔门可靠指标，从而建议了现行水工钢闸门设计规范正常使用极限状态的目标可靠指标。     

某18m非标准跨钢托架承载性能试验及有限元分析

非标准跨度钢托架在现行规范、图集中无直接设计,当前设计是基于标准跨钢托架把桁架节点均简化为铰节点计算,其各阶段安全性有待验证。对某18m非标准跨平行弦钢托架,通过室内试验和有限元软件对施工和使用阶段两种不同受力状态下的结构承载性能进行了分析。结果表明：施工和使用阶段桁架部分杆件受力状态不同,须验算结构施工安全性;桁架上下弦杆及斜腹杆为非轴心受力构件,节点约束对斜腹杆的影响范围为1～2倍约束长度。铰接理论适合非标准跨钢托架结构设计。     

船闸横拉门的结构设计

横拉门作为常用的船闸挡水口门,主要由桁架结构组成,其设计计算过程不同于普通的平面钢闸门.现有横拉门的设计资料中,针对桁架的设计计算介绍相对较少.结合平面设计法,重点介绍了桁架结构的布置,浮箱设计以及各主要桁架的计算过程.将ANSYS软件用于闸门平面设计法中的各杆件内力计算,保证计算安全可靠.可为其他同类结构的计算提供参考.     

复合材料桁架桥的若干关键问题探讨

由于单向受力的杆件可充分发挥纤维增强复合材料(FRP)在顺纤维方向力学性能优越的特点,因此复合材料桁架结构应用在桥梁工程上得到了重视。本文简要介绍了国内外FRP桁架桥在工程建设中的应用现状,重点对复合材料桁架桥在应用中还存在材料强度发挥程度低、结构可靠度需要提升以及缺乏工程化可靠度设计方法等关键问题进行了分析,指出材料强度发挥程度低导致的建造成本相对较高是限制其应用的主要因素之一,并从复合材料桁架桥多尺度设计的特点出发,对解决以上问题可能的技术路线进行了研讨。     

钢闸门结构时变刚度模型及其可靠度评估

基于可靠性原理，建立了水工钢闸门结构正常使用极限状态刚度可靠度分析的极限状态方程，提出了钢闸门结构刚度可靠度分析的3种计算模式．对影响钢闸门结构构件刚度衰减的主要因素——钢材锈蚀进行了统计分析，得到了锈蚀规律，并进一步分析得到了闸门构件刚度的衰减模型．以受弯构件为例，采用JC法对其刚度可靠指标进行了计算分析．结果表明，其刚度可靠指标满足结构可靠性总原则的要求，且露顶门的刚度可靠指标大于潜孔门的刚度可靠指标，从而初步确定了现行水工钢闸门设计规范正常使用极限状态的刚度目标可靠指标。     

石景山体育馆网壳结构加固研究

石景山体育馆网壳结构始建于1989年,杆件锈蚀、设计规范和计算方法的改变,需对石景山体育馆网壳结构进行静动力分析,找出结构存在的问题：结果部分杆件强度不足,部分杆件刚度不足。碳纤维加固混凝土结构的工程较多,而加固钢结构,特别是轴心受压构件的工程较少。本文依据钢结构加固原理,采用了新型加固方法——碳纤维（FRP）加固法来增大杆件的强度,通过增设附加支撑来改变杆件的刚度。分析了FRP粘贴长度和厚度对受压构件屈曲荷载的影响,并提供了本结构中所需的粘贴长度及厚度。     

中、美规范平面纯框架二阶分析方法的对比

钢框架的结构分析是钢结构设计中的基本问题,对于该类结构的分析应该考虑二阶效应的影响。目前,已有许多国家把二阶效应纳入了钢结构的设计规范。中国《钢结构设计规范》(GB50017-2003)与美国钢结构规范《ANSI/AISC 360-05 An American National Standard Specification for Structural Steel Buildings》在平面纯框架结构的二阶分析计算上存在着一定的差异,对两者的计算分析方法和具体系数进行分析比较     

钢结构轴心受压构件稳定性探讨

本文针对轴心受压构件介绍了钢结构稳定性问题的基本概念和类型,结合《钢结构设计规范》分析了轴压杆的失稳形式以及缺陷对轴压杆的影响,提出了稳定设计的特点和目前存在的问题.     

960MPa高强度钢材轴压柱局部稳定性能及设计方法

为研究960 MPa(屈服强度标准值)高强度钢材轴心受压构件的局部稳定受力性能,本文使用ANSYS软件建立有限元模型,对4个箱形截面和4个工字形截面轴心受压构件进行了有限元分析.模型考虑了几何初始缺陷及焊接残余应力的影响,提取构件的极限承载力和局部屈曲临界承载力的有限元计算结果与试验实测结果进行对比,验证了模型的有效性.利用这种建模方法,对960 MPa高强度钢材箱形和工字形轴心受压构件的局部稳定受力性能进行了有限元参数分析,并将有限元计算结果,以及本文汇总的已有试验结果,与中国、美国和欧洲的钢结构设计规范中轴心受压构件的设计曲线进行了对比,并提出了新的设计公式.结果表明,本文使用的有限元建模方法能够准确地分析计算960 MPa高强度钢材轴心受压构件的局部屈曲受力性能;几何初始缺陷和残余应力对构件的极限应力的影响很小,但是对板件宽厚比较大构件的局部屈曲应力的影响相对较大;相对于中美欧现行钢结构设计规范中的设计方法,本文提出的设计公式更适用于960 MPa高强度钢材轴心受压构件的局部屈曲应力和屈曲后极限应力的设计计算.     

钢-混凝土组合桁架梁钢腹杆拼装及节点施工技术探讨

80m钢-混凝土组合桁架梁桥是一种新型的桥梁结构形式,它能充分发挥不同材料的优点,具有重量轻和跨越能力强等特点。钢结构部分只有腹杆、节点、横撑,施工比较困难;腹杆、节点板的加工精度、平整度、拼装精度要求高;钢结构吊装安装过程中,需要设计临时附属杆件,以保证线形和稳定。本文以西平铁路太峪大桥为实例,对钢-混凝土组合桁架梁桥钢腹杆及钢-混节点拼装施工关键技术进行探讨。     

钢桁架拱桥的结构优化分析

为优化钢桁架拱桥的结构设计,利用ANSYS有限元软件的APDL二次开发功能,建立参数化钢桁架拱桥模型,开发影响线计算程序.利用影响线求解桥梁结构最不利活载位置.通过灵敏度分析将优化设计与可靠度分析联系起来,以桥梁结构关键构件和关心位置最大轴向应力和最大竖向位移为状态变量,以截面尺寸为设计变量,并以全桥自重为目标函数,将基于可靠度的结构优化与传统结构优化进行对比.结果表明,基于可靠度的钢桁架拱桥优化结构可以节省大量计算时间和空间,并有效减轻桥梁的自重,改善结构受力.     

现役水工钢闸门结构剩余寿命的预测

基于可靠性原理，确定了现役钢闸门结构构件最低可靠度设置标准．采用类比的方法确定了现役钢闸门结构可靠度评估时荷载的统计参数，建立了钢闸门结构构件抗力的衰减模型．在此基础上，提出了基于可靠度理论的现役钢闸门结构剩余寿命预测算法，并以受弯构件为例，对其剩余寿命进行了预测．结果表明，提出的方法在预测闸门构件剩余寿命时是有效的．     

粘贴钢板法加固轴心受压柱的可靠度分析

根据现行的加固设计规范提出了确定轴心受压柱可靠度指标β的方法,并且分析了由于功能改变而进行粘钢加固的构件可靠度指标的影响因素。运用静态随机过程模拟,建立了实用的轴心受压构件荷载模型和抗力模型。按照现行规范编制了计算机程序求解极限状态方程,得出粘钢加固柱的可靠度指标。并且进一步分析了可靠度指标的影响因素,按照重要性,它们依次是混凝土强度变异系数、荷载提高程度和施工荷载与设计荷载的比值。因此,加固设计的首要任务是进行既有结构的性能评价,如确定混凝土强度的变异系数等;此外,控制荷载的增加可以使结构具有足够的可靠度;最后,卸载施工也是确保结构可靠度指标满足要求的有效措施。     

公路钢桥结构受弯构件的可靠度校准分析

采用GB／J50283—1999《公路工程结构可靠度设计统一标准》推荐的一次二阶矩法（JC法）对现行JTJ025—86《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》中公路钢桥结构的受弯构件进行了可靠度校准分析．得出了现行规范中公路钢桥受弯构件的可靠指标，为新规范的制定提供了参考和依据．     

二阶效应对钢框架结构分析的影响

对钢框架结构进行了阶分析,二阶分析以及按《钢结构设计规范》（GBJ17－88）修订稿推荐的近似二阶分析,通过对不同分析方法的计算对比,得出了钢框架结构分析考虑二阶效应的某些一般性结论。     

考虑收缩徐变的钢-混凝土组合梁变形计算

对国内外有关钢 混凝土组合梁考虑收缩徐变的长期变形研究成果进行了综述。基于大型商用软件SOFISTIK的计算结果与分析,指出中国现行《钢结构设计规范》(GB50017,送审稿)和《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025 86)中关于钢 混凝土组合梁长期变形计算的单一弹性模量折减系数法偏于不安全,并提出了弹性模量折减系数按混凝土龄期分时段取值的长期变形计算建议。