起重机箱形梁集中载荷下上盖板的载荷分布长度

本文从弹性基础梁的弯曲理论出发,探讨了桥式起重机在集中轮压下,箱形梁上盖板的载荷分布长度问题.本文笔者在试验基础上提出了正轨箱形梁和半偏轨箱形梁上盖板的载荷分布长度近似公式.该公式比过去沿用的λ=2h s合理,也比较筒单.对提高主梁局部弯曲计算和稳定性计算的合理性,有一定的价值.     

局部轮压作用下带水平筋腹板的稳定性

桥式起重机桥架结构采用的中轨及半偏轨箱形梁腹板的稳定性计算,经典弹性稳定理论已提供了成熟的计算公式,这些公式已为许多国家的起重机设计规范采用。但是对近年来渐多采用的偏轨式箱形梁,因主腹板所受的轮压是一个局部载荷,在数学和力学计算方面带来困难,故研究得尚不够充分。尤其是带水平筋的主腹板,至今在各国规范中均禾给出合理的计算公式。本文的重点是从理论上和实验上研究局部轮压作用下腹板的稳定性,推导并简化了有关公式,可用于分析计算偏轨箱形梁主腹板的稳定性。理论计算结果与实验值能较好地吻合。本文还就失稳判据问题进行了讨论。     

钢吊车梁在集中扭矩作用下腹板附加弯曲应力的试验研究和计算方法

继《在偏心荷载作用下钢吊车梁的静力试验研究》一文,对偏心扭矩和水平力扭矩对吊车梁腹板应力和变形影响作初步探索的基础上,又做了几种不同梁、轨的偏心荷载静力试验(见图1)。本文着重分析腹板附加弯曲应力的性质和分布规律,并探讨了腹板附加弯曲应力的计算方法。关于影响腹板附加弯曲应力的其他因素,将另有专题报告。     

用光测方法研究起重机腹板梁的挖孔问题

为了节约钢材和减轻起重机的重量,大连起重机厂工人创议,在箱形起重机的腹板梁上 进行挖孔,可以达到上述目的。但挖孔后腹板梁的应力情况将发生什么变化呢？为了寻求这 个答案,本文根据该厂目前已采用的孔的形式之一──椭圆孔用光测应力方法进行了研究。 研究指出,不论载荷作用于跨度中央或支座附近,边孔孔周的应力集中现象均较为严 重,而且危险点几乎在同一位置上;其他各点应力集中现象不甚显著,在未削弱的截面上,实验结果所得的应力分布与理论计算一致。     

在偏心荷载作用下钢吊车梁的静力试验研究

在国內外部曾发现厂房中,有相当数量承受重级工作制吊车的钢吊车梁使用时间不长,在上翼缘焊缝及其附近腹板处即出现纵向裂缝以至丧失承载能力。这说明现行设计规范对承受重级工作制吊车的钢吊车梁的设计规定还未能全面反映其实际工作状态。本文正是研究这个问题的一个方面。通过偏轨静力试验探索了以下几个问题:1.偏心扭矩对吊车梁腹板应力及变形的影响;2.改变横向加劲肋间距对吊车梁附加弯曲应力的影响;3.水平力对吊车梁的应力及变形的影响;4.吊车轨道对局部荷载的分布作用;5.不同制动结构对吊车梁应力、变形的影响及制动结构的工作情况。对于所探索问题的有关理论分析,另有专题报告。     

大跨度箱形吊车梁的强度分析及结构改进

利用有限元法对48 m跨箱形吊车梁进行结构刚度和强度的分析计算,获得在4个载荷工况下,该梁多个截面的应力及变形分布.结论表明,该梁整体应力分布不均匀且具备较大的轻量化潜力.在此基础上进行梁的结构设计尺寸改进,获得了改进后的结构参数,梁的重量减轻了18.23%.     

在偏心荷载作用下钢吊车梁的静力试验研究

在国内外都曾发现厂房中,有相当数量承受重级工作制吊车的铜吊车梁使用时间不长,在上翼缘焊缝及其附近腹板处即出现纵向裂缝以至丧失承载能力。这说明现行设计规范对承受重级工作制吊车的钢吊车梁的设计规定还未能全面反映其实际工作状态。本文正是研究这个问题的一个方面。通过偏轨静力试验探索了以下几个问题:1.偏心扭矩对吊车梁腹板应力及变形的影响;2.改变横向加劲肋间距对吊车梁附加弯曲应力的影响;3.水平力对吊车梁的应力及变形的影响;4.吊车轨道时局部荷载的分布作用;5.不同制动结构对吊车梁座力、变形的影响及制动结构的工作情况。对于所探索问题的有关理论分析,另有专题报告。     

箱形主梁上盖板局部弯曲应力计算

本文将经典板壳理论的 Navier 解法应用于起重机箱形主梁上盖板局部弯曲应力计算。采用此法可以计算板上各点(除边界附近点外)的应力,很容易将计算结果与实验结果进行对比分析。此外,本文还提出了轨道压力按正弦规律分布的数学模型,导出了适应于本算法的计算轨道压力的 Navier 解;初步探讨了局部弯曲应力在板内的分布规律。计算结果与实测结果能较好地吻合。     

组合工字型梁在偏心荷载作用下的有限元分析

对于钢结构工程中的组合梁,利用有限元技术,分别计算了不设置腹板加劲肋与设置腹板加劲肋时,梁截面上的最大等效应力分布情况。得出了设置腹板加劲肋可以显著降低偏心荷载作用下梁截面上应力峰值的结论,并提出了在设计时应注意的具体事项。     

钢管混凝土拱—钢腹板PC箱型系梁组合桥梁

为减轻钢管混凝土拱梁组合体系桥的自重,提出了采用钢腹板(平钢腹板或波纹钢腹板)代替PC箱形系梁的混凝土腹板,从而形成钢腹板PC箱形系梁。以一座已建成的钢管混凝土拱梁组合体系桥为原桥,进行了钢腹板PC箱形系梁的试设计研究。结果表明,试设计桥由于减小了自重下的内力,降低了面内自振频率,从而改善了原桥的静力和抗震性能。此外,试设计桥经济性好且方便施工,说明钢管混凝土拱—钢腹板PC箱型系梁组合桥梁是可行的。     

轨道交通“双U+箱形”截面桥梁剪力滞效应简化计算方法

针对轨道交通“双U+箱形”组合梁截面,通过分析其竖向弯曲时截面上的剪力流分布规律,引入顶板悬挑段与顶板、底板与顶板剪力流的比来反映截面剪力流对剪切变形的影响,定义各翼板符合其剪切变形规律的翘曲位移函数,基于能量变分法推导剪力滞的控制微分方程,建立连续梁剪力滞效应简化计算方法。以“双U+箱形”组合连续梁为算例,将自重和轨检车荷载单独作用下的剪力滞系数解析解与有限元结果进行对比分析,并讨论梁高和腹板厚度对剪力滞效应的影响。结果表明：按简化计算方法得到的应力与有限元结果吻合较好,轨检车荷载作用下的剪力滞效应比均布荷载作用下的更为明显,且梁高和腹板厚度的变化会减弱截面的剪力滞效应。本文提出的简化计算方法可为复杂截面连续桥梁安全评估提供参考。     

腹板束作用下局部锚下应力状态分析

鉴于腹板束在张拉时巨大的预压力通过锚具、钢垫板传递给混凝土,此时腹板局部锚下区域的混凝土应力分布复杂,梁单元的平截面假定已经不完全适用,因此有必要对其进行专门的应力分析。本文通过MIDAS-FEA建立实体单元有限元模型,对该区域进行空间有限元数值分析,以探讨腹板局部锚下区的应力的分布规律,进而明确其应力分布状况。     

箱形金属结构受损分析及处理

某台125／30t铸造吊车在使用时，因主小车的起升机构上升运动时电气控制失灵，超过上升极限位置，致使吊钩横梁撞击辅梁，导致该吊车辅梁箱形结构的下盖板及腹板严重变形损伤，无法正常安全生产。对此，进行了检测、分析及加固处理。     

多孔腹板在谱载下的疲劳寿命分析

运用有限元方法对开多个孔的某型飞机翼大梁肋间腹板进行了应力分析，在考虑孔间影响的基础上确定了多孔腹板的应力集中系数。并根据该型飞机重心载荷谱确定了机翼载荷谱，对低载下的σmax-N曲线和εeq-Nf进行当量修正，然后用名应力法和局部应力应变法分别计算了其疲劳寿命，并对不同载荷级别下疲劳损伤进行了比较和分析。     

桥式起重机偏轨桥架结构的研究

本文对偏轨箱形梁桥架结构进行了初步的理论探讨和试验研究,分析了由于偏心横向集中力的作用引起梁的扭转影响,合理截面形式等问题.同时进行了大量的模型试验研究工作,并提供了设计计算资料,指出了今后有待深入研究的问题.文中得出结论:偏轨箱形梁桥架,在集中横向力作用下,主要承受弯曲,约束扭转法向应力仅为总应力的(2～8)%,并具有相当大的抗扭刚度.这种结构型式,由于附加结构的简化,有较大的经济性.与一般箱形结构比较,自重可降低15%左右;制造劳动量减少(16～20)%.     

腹板屈曲后强度计算

《钢结构设计规范》(GB50017-2002)4.3.1条,不考虑腹板屈曲后强度的焊接工字钢梁的腹板局部稳定计算与考虑腹板屈曲后强度的焊接工字钢梁抗剪、抗弯承载力计算。引用了具体实例说明腹板屈曲后强度的应用。从受压翼缘压入腹板来分析腹板高厚比的最大限值,其次分别论述腹板受弯或压弯屈曲后有效宽度的确定、受剪屈曲后的极限剪力计算、以及正应力和剪应力联合作用下屈曲后相关关系的计算。     

反复荷载作用下箱形压弯钢柱受力性能

分析16根箱形钢柱及85个数值计算构件的刚度退化特征、强度退化特征、荷载-位移变化曲线、破坏形态、应力分布规律,进而研究反复荷载作用下箱形压弯钢柱局部屈曲和整体失稳的相关作用机理。对试验数据及有限元计算结果进行统计分析,回归出反复荷载作用下箱形压弯钢柱稳定承载力的拟合公式。研究结果表明:当轴压比小于0.1或绕截面弱轴长细比小于40时,壁板局部屈曲对构件的受力性能起控制作用,腹板宽厚比对构件的延性、承载力退化、刚度退化均起主要作用;当轴压比大于0.2且绕截面弱轴长细比大于80时,构件整体失稳对其受力性能起控制作用,轴压比和长细比对构件受力性能的影响均非常显著。     

内衬混凝土波折钢腹板梁抗弯性能试验研究

提出了波折腹板内衬混凝土改善连续梁负弯矩区的结构力学性能.通过两点对称加载试验研究了波折腹板内衬混凝土组合梁的弯曲性能.试验表明:与钢波折腹板梁相比,内衬混凝土可限制波折腹板梁受压翼缘的屈曲,提高组合梁的弯曲强度与延性.依据试验弯曲破坏模式与应力分布,提出了弯曲强度的计算方法,理论与试验结果相比吻合较好.试验结果与理论计算方法可为波折腹板内衬混凝土结构的设计提供参考.     

变截面波形钢腹板组合箱梁的剪应力计算分析

为了得到便利的变截面波形钢腹板组合箱梁的剪应力计算方法,对同时受弯矩、轴力、剪力作用的箱梁微段进行研究。基于静力平衡条件和材料力学正应力计算理论,推导了箱梁微段在弹性阶段的剪应力解析计算式。以受集中力的悬臂梁为例,解析法与ABAQUS的模拟结果基本吻合。波形钢腹板承剪比分析表明:腹板在近悬臂端的承剪比远未达到100%,传统的等截面梁剪应力计算方法在变截面梁上的应用还有改进的空间。通过将底板所受拉力的竖向分力考虑为底板上的剪力,近似求得了腹板剪力,并定义安全因子用以判断所得剪力是否偏安全,经修正后最终得到了合适的简化方法。     

三道湖中桥无粘结预应力混凝土主梁设计

对直线配索无粘结预应力混凝土梁截面应变进行了分析,根据极限状态下截面受压边缘混凝土应变分布形式及无粘结预应力钢束高度处的混凝土应变分析,得出无粘结预应力钢束极限应力增量的积分表达式,编制了计算程序进行求解,并与21片两集中力三分点加载实验梁的实验结果进行了对比,结果较为吻合;不计梁体弹性区段的混凝土应变时,极限应力增量计算值减少7.5～15.1MPa,占极限应力增量的1.9%～4.5%,可偏安全地予以忽略.根据理论和实验结果,对标准跨径25m的三道湖中桥上部结构预应力混凝土箱形主梁进行了设计.