钢蜂窝梁-混凝土楼板组合梁抗火性能研究

目的研究钢蜂窝梁-混凝土板组合梁的抗火性能,分析不同参数对蜂窝组合梁临界温度的影响,为蜂窝式钢结构的抗火设计提供参考.方法分别对3根腹板为实腹、圆形开孔、正六边形开孔的蜂窝组合梁进行抗火试验;对比分析组合梁在火灾条件下的时间-位移曲线及临界温度;建立有限元计算模型,对火灾下的蜂窝组合梁进行数值模拟研究,对比不同开孔率、孔间距、腹板高厚比以及是否设置加劲肋等因素对蜂窝组合梁抗火性能的影响.结果加劲肋是影响蜂窝梁临界温度的重要参数;开孔率和孔间距对蜂窝梁的临界温度有一定影响;当腹板高厚比过大时,蜂窝梁很容易发生火灾下的腹板屈曲破坏,腹板高厚比越小,蜂窝梁临界温度越高.结论与开孔率和孔间距相比,加劲肋和腹板高厚比对蜂窝组合梁的临界温度影响更大,通过设置加劲肋及调整腹板高厚比,蜂窝组合梁的抗火性能可以得到有效改善.     

蜂窝式组合梁的动力性能

目的研究蜂窝式组合梁的动力性能,为其在工程中的应用提供理论依据和参考.方法基于ABAQUS有限元模拟软件对实腹式组合梁和蜂窝式组合梁进行模拟,将实腹式组合梁与蜂窝式组合梁的模拟结果进行对比.改变开孔半径,研究其对蜂窝式组合梁在低周反复荷载作用下的滞回性能、骨架曲线等动力性能的影响.结果在低周反复荷载作用下,随着开孔半径的增大,蜂窝式组合梁的抗弯承载力、截面初始刚度、耗能能力都有所增大,钢梁与混凝土板间滑移减小.结论蜂窝式组合梁受力较为复杂,不能确定蜂窝梁的承载力一定比实腹梁大;当蜂窝式组合梁在扩张比为1.2~1.6时,开孔半径越大,蜂窝式组合梁动力性能越好.     

两种孔型蜂窝钢柱承载力研究分析

利用ANSYS的有限元分析方法,对扩张比为1.5的圆形孔及六边形孔的蜂窝钢柱在轴心受压和压弯状态下的极限承载力进行了研究计算,并与扩张前的实腹钢柱承载力进行对比分析.研究结果表明,扩张后的蜂窝钢柱的承载力比原实腹钢柱承载力有大幅度的提高,两种孔型蜂窝钢柱承载力相近.     

二氧化碳管道输送过程管径设计分析

以洞口尺寸、形状和净距为参数,对28根开孔梁和2根实腹梁的力学性能进行了试验研究与对比分析,研究其破坏形态及破坏机理等,并与未开孔梁的试验结果进行对比.提出了基于费氏空腹桁架理论的开孔梁承载力计算公式.结果表明,开孔梁内的应力分布、挠度变化不再完全符合传统弯曲理论.随着径腹比的加大,开孔梁的承载力和刚度呈显著下降趋势.方孔梁的承载力略大于外接圆孔,以外接圆孔代替方孔梁的承载力偏于安全.对于径腹比为0.5的多洞口梁而言,当方洞和圆洞净距分别大于2倍和2.5倍孔长时,可忽略洞口间的相互影响.通过对比分析,理论结果与实验结果的误差平均值为15%左右,从而验证了修正后的空腹桁架理论计算公式的准确性和可靠性.     

腹板开洞竹木工字梁受力性能的试验研究

以洞口尺寸、形状和净距为参数,对28根开孔梁和2根实腹梁的力学性能进行了试验研究与对比分析,研究其破坏形态及破坏机理等,并与未开孔梁的试验结果进行对比.提出了基于费氏空腹桁架理论的开孔梁承载力计算公式.结果表明,开孔梁内的应力分布、挠度变化不再完全符合传统弯曲理论.随着径腹比的加大,开孔梁的承载力和刚度呈显著下降趋势.方孔梁的承载力略大于外接圆孔,以外接圆孔代替方孔梁的承载力偏于安全.对于径腹比为0.5的多洞口梁而言,当方洞和圆洞净距分别大于2倍和2.5倍孔长时,可忽略洞口间的相互影响.通过对比分析,理论结果与实验结果的误差平均值为15%左右,从而验证了修正后的空腹桁架理论计算公式的准确性和可靠性.     

六边形孔蜂窝梁挠度的实验与有限元分析

以研究蜂窝梁的挠度特征及其计算方法为目的,设计扩张比k=1.65的六边形开孔蜂窝梁,利用实验与有限元软件ANSYS探讨简支蜂窝梁在均布荷载作用下的挠度变化,获得了蜂窝梁的挠度变化规律、破坏特征,并将实验、有限元模拟及我国《钢结构设计规范》征求意见稿给出的挠度公式,三者得出的临界荷载进行对比。结果显示,实验及有限元模拟的结果与规范公式计算结果相差5%~10%,表明规范计算公式具有足够的计算精度。文中采用的ANSYS实体建模方法可以用于蜂窝梁的研究。     

圆形孔与多边形孔蜂窝钢梁的试验分析

通过对二根圆形孔蜂窝钢梁及一根六边形孔蜂窝钢梁的对比试验，研究这两种不同孔形梁的受力性能应力分布及承载能力．     

蜂窝梁的简化计算及其试验对比

设计制作了三根蜂窝梁进行试验,根据所得试验数据,分析了圆孔和六边形孔两种孔型蜂窝梁的整体受力性能、截面应力分布和承载能力,发现圆孔蜂窝梁的承载能力高于六边形孔蜂窝梁．通过对简化计算理论值与实测值的对比分析,验证了简化计算的正确性．总结出了两种孔型蜂窝梁的设计计算方法．     

蜂窝梁弯扭屈曲分析及整体稳定性的计算方法

蜂窝梁是在工字钢或H型钢腹板上按一定的线形进行切割后变换位置重新焊接组合形成的新型钢梁,具有节省材料、便于铺设管道、平面内刚度增大、承载能力高等优点.由于蜂窝梁腹板开孔,与相同截面的实腹梁相比抗侧刚度被削弱,整体稳定性降低.文中以实腹梁临界弯矩计算公式为基础,考虑蜂窝梁的抗侧刚度、翘曲刚度和扭转刚度,给出蜂窝梁弯扭屈曲临界弯矩计算公式,采用ANSYS对纯弯状态下的蜂窝梁进行了弯扭屈曲分析,以蜂窝梁的孔高比和距高比为变量,给出了不同情况下蜂窝梁弯扭屈曲临界弯矩值,并与当量实腹梁临界弯矩公式计算结果进行对比,得出蜂窝梁临界弯矩与当量实腹梁临界弯矩之差随孔高比和距高比之间的变化关系,对蜂窝梁整体稳定性计算公式进行修正,最后提出了蜂窝梁整体稳定性的实用计算方法.     

蜂窝钢柱抗震性能试验研究

为了研究蜂窝钢柱的抗震性能,对4根蜂窝钢柱及1根原型钢实腹钢柱试件进行了低周反复加载试验,以揭示蜂窝钢柱的破坏机理、孔口应力分布规律、耗能能力、延性、强度和刚度退化等。试件考虑了蜂窝孔形、加劲肋的设置与否及设置部位等影响参数。试验研究结果表明:蜂窝钢柱的承载力及刚度大于扩张前的原型钢实腹柱,破坏时试件的延性在2.92~4.03之间,表现出良好的变形性能;通过合理设置横向加劲肋,可以提高蜂窝钢柱的承载力、刚度及耗能能力,并防止柱腹板的局部屈曲;蜂窝钢柱由于在腹板上开孔形成受力薄弱区域,容易造成累积损伤,强度和刚度退化的幅度要略大于原实腹型钢柱。研究结果可为蜂窝型钢的进一步推广应用及理论研究提供参考。     

ANSYS分析碳纤维加固损伤钢筋混凝土梁

针对试验梁,利用ANSYS软件,建立有限元模型并对其进行分析。主要对不同配筋率的损伤梁的抗弯承载力进行分析。将有限元分析结果与试验值进行对比,研究发现,CFRP能够很好的提高损伤结构的承载力,并分析不同配筋率对加固梁的影响。     

3种截面梁弯曲应力分析与实验

矩形截面、工字形截面和T形截面3种梁在纯弯曲状态下的正应力,利用材料力学理论和电测法实验技术进行分析,结果表明：矩形截面、工字形截面梁的中性轴在其几何中心线上;3种截面梁横截面上的正应力沿高度都呈线性分布;3种截面梁的承载能力比较接近;在截面高度、长度、宽度和荷载一定的情况下,其中工字形梁最省料,其次是T形截面梁,耗费材料最多的是矩形梁.     

火灾后混凝土梁抗剪承载力试验与有限元分析

对一根常温和七根火灾后混凝土梁进行抗剪试验.梁三面受火,采用ISO834标准升温曲线升温2h,待冷却后进行试验.试验主要考虑剪跨比的影响,同时对截面尺寸、受火位置的影响进行了研究.结果表明:火灾(高温)后混凝土梁抗剪承载力降低,刚度下降,极限位移增加;随着剪跨比的增加承载力降低;高温对混凝土受压区影响明显;三面受火状况下,截面高度对高温后混凝土抗剪性能的影响与常温下一致.建议了抗剪承载力有限元计算方法,其结果与试验值吻合较好.     

蜂窝梁弹塑性受力性能分析

蜂窝梁作为一种经济合理的构件形式在工程中得到了广泛的研究和应用,但是关于孔洞对蜂窝梁弹塑性性能影响的研究还不够深入.为此,应用ANSYS分别对固支和简支蜂窝梁的受力特性进行了弹塑性分析,得出了固支和简支蜂窝梁各自的破坏顺序和塑性发育程度,并对比了两者的破坏特征.揭示了蜂窝梁的受力特性,从而对蜂窝梁的弹塑性工作状态有了较为全面的了解,在此基础上提出了端实腹蜂窝梁的结构形式.     

基于ANSYS的圆孔蜂窝钢梁有限元分析

利用通用有限元分析程序AN SY S建立圆孔蜂窝钢梁模型,研究其应力分布和挠曲变形,并对工程设计提出建议.研究表明有限元分析结果和实测值比较吻合.     

部分充填钢箱-混凝土组合梁受力性能有限元分析

为了研究部分充填钢箱-混凝土组合梁负弯矩区的受力性能,完成3根简支组合梁构件在跨中两点反向对称荷载作用下的试验.选用合适的单元类型、本构关系及破坏准则,建立以模拟试验梁为对象的非线性模型,得到相应的挠度-荷载曲线和截面应变值,模拟结果与试验结果吻合良好.通过改变梁的一些主要参数,对极限承载力和跨中挠度进行预测.分析表明:若要提高极限承载力和降低跨中挠度,可依次提高梁的配筋率,加厚底板、腹板、顶板和中隔板,也可适当提高混凝土强度.     

冷弯薄壁型钢-细石混凝土组合梁抗弯性能研究

为研究冷弯薄壁型钢-细石混凝土组合梁的抗弯性能,对3个不同抗剪构造的组合梁进行了单调静载试验,考察了组合梁的破坏形式、承载能力等.组合梁的破坏特征为托梁腹板剪切破坏并出现扭转,托梁上翼缘屈服、部分抗剪螺钉拔起、混凝土出现贯通裂缝继而组合梁发生整体破坏.试验结果表明：设置抗剪件对组合梁极限承载力无显著影响但可提高组合梁抗弯刚度.建立ANSYS有限元模型进行数值模拟,并对验证后的有限元模型进行变参数分析,研究结果表明：减小螺钉间距、提高钢材强度、增加托梁腹板高度、增加混凝土厚度均会提高组合梁承载力.最后,基于考虑托梁腹板高度、螺钉间距等影响因素修正系数η,提出了组合梁抗弯极限承载力公式,并与试验结果、有限元结果对比,验证了公式的正确性.     

CFRP加固钢筋混凝土梁滞回性能试验与有限元对比研究

本文采用ANSYS有限元分析软件模拟低周反复荷载试验,分别对两根CFRP加固RC梁和一根普通RC梁的滞回性能进行了分析,然后分别与试验所得滞回曲线进行对比;研究表明:有限元分析结果与试验结果吻合较好,能够证明普通混凝土梁的滞回环较加固梁要饱满,耗能面积大,但承载力比加固梁则偏低。