偏压作用下碳纤维布加固H型钢柱承载力分析

随着时代的飞速发展,世界上采用钢结构体系的建筑数量急剧增加。考虑到许多采用H型钢柱的钢结构的建筑其柱构件可能会发生老化或者建筑本身改变使用功能后钢柱承载力可能不足,故本文对碳纤维布（carbon fiber reinforced plastic)加固偏压H型钢柱进行了理论推导和试验研究工作,通过参考已有规范和采用等代的思想将碳纤维增强复合材料面积转化为相应的钢材面积,得出偏压H型钢柱经碳纤维增强复合材料加固后极限承载力计算公式,并将理论推导的计算结果和实际试验的观测结果进行对比,计算值和试验值的误差稳定在一定范围内,证明了公式计算的准确度。本文讨论了不同碳纤维增强复合材料加固层数和不同偏心距对H型钢柱加固后极限承载力的影响,研究表明碳纤维增强复合材料加固偏压H型钢柱会提高钢柱的承载能力,但随碳纤维增强复合材料层数的增加,承载能力提升的幅度会逐渐变小;碳纤维增强复合材料对偏心距较大试件的加固效果明显强于偏心距较小试件的加固效果。通过理论推导与试验表明碳纤维布加固法是在几乎不影响原钢构件受力性能情况下加固钢构件的较好方法之一。     

新型装配式蜂窝板空腹屋盖结构的承载力试验研究

为了全面评估由高性能金属蜂窝板以特定方式连接而成的新型装配式空间结构的拼接效果,研究该空腹屋盖结构的力学性能、破坏机理和极限承载力,设计制作了2个平面尺寸为1 m×3 m、结构高度为300 mm的空腹箱型足尺试件,进行极限承载力的理论分析及试验研究.结果表明,该结构具有较高的承载能力,体现了轻质高强的结构特性,其破坏形态主要表现为蜂窝板的面内压屈破坏,但若连接强度不足,将发生连接件先于蜂窝板压屈的不利破坏模式.不同模拟方法下箱型试件的对比分析结果表明,采用有限元耦合法模拟连接件的工作状态是简便可行的,为今后该类新型结构的分析设计提供了参考依据.     

轴压单孔冷弯薄壁槽形中长钢柱的极限承载力

为研究腹板开孔的冷弯薄壁构件极限承载力,选取两端简支、轴心受压、腹板开单孔的冷弯槽形中长钢柱进行非线性有限元分析研究,通过对试件的变形及竖向位移-荷载曲线的分析,表明开孔构件的竖向刚度和极限承载力较无孔构件降低．有限元模拟与试验吻合较好．结果表明,选择合理的有限元数值模型,可以较好地模拟开孔钢柱的受力性能．根据数值分析结果,对开孔钢构件的畸变屈曲特征进行了分析,同时也分析了孔洞高度、宽度对构件极限承栽力的影响．     

六边形孔蜂窝梁抗弯承载力的数值模拟与分析

为研究蜂窝梁的力学性能,运用ANSYS有限元程序中的板壳单元及双线性随动模型建立数值模型,模拟分析六边形开孔蜂窝梁的抗弯承载力,并与实腹梁进行对比。结果表明：当扩张比k≤1．50时,k为蜂窝梁抗弯承载力的主要影响因素;当k〉1．50时,承载力较同规格实腹梁削弱过大,不适宜用于承重结构。承载力对比计算结果,验证了文中蜂窝梁屈服荷载修正系数拟合公式的可行性。该研究对六边形开孔蜂窝梁这一新型构件的推广及应用具有促进作用。     

火灾下带墙板钢柱抗火承载力的研究

与ALC墙板相连的高频焊接H型钢柱与单纯钢柱的抗火承载力将会有所差别,文章通过有限元分析,研究了墙板对火灾下钢柱的抗火承载力影响和钢柱在火灾下的特性;将有限元分析结果与规程计算结果进行比较,验证了有限元分析的可靠性,并在此基础上分析了荷载比和截面温度梯度,为带墙板的钢柱抗火设计提供依据。     

K型方钢管砼节点极限承载力有限元分析

运用ANSYS程序对6个典型K型方钢管混凝土节点和1个K型方钢管节点进行了非线性有限元分析,研究了节点极限承载力随几何参数的变化规律及主管中混凝土对节点极限承载力的影响,并与试验结果进行对比分析,揭示了节点的玻坏机理和破坏模式。     

蜂窝网格型球面网壳的非线性稳定性研究

针对单层蜂窝网格型球面网壳利用有限元软件ANSYS对其进行了非线性稳定性研究.首先对两类蜂窝网格型球面网壳的稳定性能进行对比分析,确定了一种比较合理的网格布置形式.然后进行参数分析,分析了跨度、矢跨比、网格大小、初始缺陷、荷载不对称分布和材料非线性对网壳稳定性的影响.研究发现:在两类蜂窝网格形式的球面网壳中,网格Ⅰ型的整体稳定性能更好;分析建议其跨度不宜大于40m,矢跨比取0.25左右,杆件长度取2m左右,此时网壳整体稳定性较好,材料利用率较高;材料非线性对单层蜂窝网格型球面网壳的稳定承载力影响显著,考虑材料非线性后,网壳稳定承载力下降达50%;网壳对初始缺陷非常敏感,其理论最大缺陷值为跨度的1/150,此时网壳极限承载力最大下降达52%左右;网壳结构对荷载不对称分布不敏感.     

平面钢框架极限承载力的试验研究

为了钢框架结构的受力、变形性能及破坏，作者对四榀平面钢框架进行了极限承载力静力试验，本文介绍了试验情况，分析了试验现象，并将理论分析屯试验结果进行了比较。     

蜂窝轻钢门式刚架受力性能研究

提出了蜂窝构件组成的轻钢门式刚架,并利用有限元软件ANSYS建模进行数值模拟分析,研究了蜂窝门式刚架的受力破坏过程、应力分布规律,并与扩张前的原实腹门式刚架的屈服荷载、极限荷载、梁跨中挠度等进行了对比分析.研究表明:扩张后的蜂窝轻钢门式刚架与原实腹门式刚架的破坏形式不同,前者的承载力及刚度比后者有大幅度提高.     

焊接管节点设计承载力公式研究

本文探讨了海洋和建筑工程中焊接管节点在静载轴力作用下的设计承载力问题;在剖析各国规范中极限承载力公式及影响其强度的主要因素基础上,提出了建议的承载力公式;由建议公式及日本、美国、欧洲规范公式计算值与筛选的试验值进行统计计算比较,结果表明：建议公式概念明确,表达形式简洁,各系数计算方便,统计精度较高。最后,根据我国新规范设计原则,并考虑到国产材质和节点焊接条件,提出建议的设计承载力公式。     

方钢管混凝土柱-钢梁节点的非线性有限元分析

利用三维实体单元，对“带内隔板方钢管混凝土柱-钢梁节点”建立了同时考虑几何非线性、高强螺栓连接的面-面接触非线性、各种材料非线性等因素的有限元理论分析模型，模拟分析了单调加栽和低周反复加载时节点的受力性能，较为精确地分析了节点区应力分布和混凝土开裂情况，以弥补试验中无法直观地了解各细部受力情况和改变各种参数进行对比的缺陷；考察了轴压比大小、混凝土强度等因素对节点受力性能的影响，根据理论与试验结果分析，提出了设计和改进建议。     

圆钢管平面K型间隙节点极限承载力及其影响因素

以圆钢管平面K型间隙节点为对象,利用非线性有限元对其极限承载力进行了研究.分析了主、支管轴线间角度θ,支、主管直径比β（d/D）,主管径厚比γ（D/T）以及不同的边界条件及加载方式对节点极限承载力的影响.通过有限元计算值pu与规范公式计算值pcu的比值发现,规范公式对K型间隙节点承载力的计算偏向保守,且未考虑边界条件对节点承载力的影响.     

钢管混凝土格构柱极限承载力实用计算公式

在理论分析基础上,提出钢管混凝土格构柱长细比折减系数计算模型及等效长细比计算公式,并改进等效长细比计算公式.同时,利用数值计算方法对不同混凝土强度、钢材强度、缀条横截面积、缀条布置形式、偏心率、长细比的钢管混凝土格构柱构件的承载力进行仿真计算,并在改进的等效长细比基础上,分析它们对长细比折减系数的影响.结合数值计算结果及长细比折减系数计算模型,提出长细比折减系数计算公式.利用本文提出的长细比折减系数计算公式及规程CECS28:90中双系数乘积公式对构件极限承载力进行计算,并与数值计算结果及试验结果进行比较.研究结果表明:在改进的等效长细比基础上,混凝土强度、钢材强度、缀条横截面积、缀条布置形式对长细比折减系数的影响很小,可以忽略;3种计算方法计算结果吻合良好,验证了本文提出的长细比折减系数计算公式的正确性.     

开孔钢板连接件承载力的非线性有限元分析

基于7组不同的21个孔内不设贯通钢筋的开孔钢板连接件试件的极限承载力试验结果,采用有限元方法对连接件试件极限承载力进行了数值分析,分析中考虑了混凝土非线性因素的影响.与试验结果及现有公式计算结果进行比较,结果表明:现有的连接件承载力计算公式差异较大,非线性有限元法、HOSAIN、胡建华等公式的计算值与试验结果吻合较好,可供连接件设计参考.     

钢管混凝土梁柱节点受剪承载力计算模型分析

为了研究钢管混凝土梁柱节点受剪承载力,对钢管混凝土梁柱节点的剪切破坏机理进行了深入的讨论,分别对核心区混凝土、钢管以及加强环对节点的抗剪贡献进行了分析,提出了考虑轴压力、柱端弯矩、梁端竖向剪力等因素的梁柱节点受剪承载力计算模型,通过实例验证了公式的合理性。     

钢管支架屈曲承载力计算模型

钢管支撑架适合不同类型构件支模,但其轴心受压承载力具有特殊性。文中从多角度建模进行分析,找出其合适的分析模型,研究其屈曲承载力。     

素混凝土托换柱承载力试验研究

通过3组新老素混凝土托换柱模型试验,测得模型表面混凝土的剪应变变化规律、开裂载荷、破坏载荷。研究了龄期、界面剂对托换柱承载力的影响,素混凝土托换柱的破坏机理、破环形态。试验表明,界面剂可以提高托换柱承载力5％左右,托换柱底部应力较大,底部是薄弱环节,施工中应加强底部拉结。同时建立了素混凝土托换柱承载力计算公式,与实验结果吻合较好。     

端钩型钢纤维混凝土简支梁受弯承载力试验

为改善普通钢筋混凝土梁自重大、易开裂、承载力低等缺点，在混凝土中常加入钢纤维，端钩型钢纤维，作为常见的一种高性能钢纤维得到广泛关注，国内外学者针对端钩型钢纤维混凝土的基本力学性能开展了较多研究，而对端钩型钢纤维混凝土受弯构件的正截面受力性能有待深入研究。为研究端钩型钢纤维混凝土简支梁受弯性能，制作了四根端钩型钢纤维混凝土梁及一根普通混凝土梁，对其进行受弯性能试验，根据试验得到的破坏形态、承载力、荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线，分析端钩型钢纤维体积掺量对试件受弯承载力及破坏形态的影响。研究结果表明：端钩型钢纤维混凝土简支梁与一般混凝土简支梁受弯过程类似，均经历了弹性、开裂、带裂缝工作、破坏四个阶段；端钩型钢纤维混凝土简支梁与一般混凝土简支梁受弯过程均基本符合“平截面假定”；端钩型钢纤维限制了裂缝的产生和发展，使得纤维混凝土梁变形能力增强；与一般混凝土梁相比，端钩型钢纤维混凝土梁抗裂性及极限承载力得到提高，且构件承载力与钢纤维体积掺量基本呈现正相关；基于试验数据，对现行规范中开裂弯矩及极限承载力计算公式进行优化，开裂弯矩方面考虑对截面抵抗矩塑性影响系数进行修正，极限承载力方面引入纤维混凝土正截面承载力影响系数ζ，经修正计算值可较好吻合试验值。     

冷弯加劲高强方钢管柱受力性能及经济性分析

工程中常采用在截面上布置加劲肋的方法来增强构件的稳定性能。为研究冷弯加劲对高强钢管柱受力性能的影响,评估加劲高强钢管柱的经济性。采用有限元ABAQUS软件,建立了冷弯加劲钢管柱轴心受压分析模型。通过考察加劲形状、加劲个数、加劲间距及加劲大小对Q355钢管柱受力性能的影响,确定最优截面形式,进而分析在极限承载力相当时,高强Q690冷弯加劲钢管柱比普通Q355钢管柱用钢量的节约程度。结果表明,设置冷弯加劲可以明显地提升钢管柱轴心受压承载力,冷弯加劲对钢管柱承载力的提高作用随着加劲个数的增加基本保持不变。采用单个半圆弧加劲时,对构件承载力的增强作用便可达到良好的效果。冷弯加劲之间的距离对构件的稳定承载能力基本没有影响。加劲圆弧半径建议取板件厚度的2倍。承载力相当时,冷弯加劲Q690钢管柱的用钢量比Q355钢管柱节省35%左右。