卷边角度对C型冷弯构件抗畸变屈曲性能的影响

应用有限条程序研究斜卷边的角度对轴压和纯弯作用下C型截面冷弯钢构件的畸变屈曲临界应力的影响.采用直接强度计算法分别得到各构件受畸变屈曲后的极限承载力,并与直卷边构件的计算结果进行对比.结果表明:受轴压和纯弯作用下,卷边与水平方向夹角在90°~120°之间时,构件的畸变屈曲极限承载力有不同程度的提升,在105°时构件的极限承载力提升最为明显.结果可供C型冷弯薄壁斜卷边槽钢工程设计参考.     

冷弯薄壁Z型钢构件卷边角度优化设计

为提高冷弯薄壁Z型钢构件的承载能力,对其卷边角度进行优化设计.以冷弯薄壁卷边Z型钢构件的卷边角度作为参数,其他截面尺寸不变,在冷弯卷边Z型钢柱轴心受压与钢梁受弯情况下,基于直接强度法,利用遗传算法寻找构件畸变屈曲承载力达到最大时的最佳卷边角度值.该方法不但能节省运算时间、避免出现盲目性,且可以找到最佳卷边角度的精确值.最后从承载力的变化趋势,同时考虑施工中存在的加工误差,得出具有不同高度腹板的试样所对应的最佳卷边角度值.在实际工程中建议卷边的设计角度选为100°.     

Z型Q345冷弯钢构件率相关本构模型下的动态冲击失稳研究

以Z型Q345薄壁冷弯钢构件为研究对象, 首先测试了试验钢在10-4~102s-1应变率内的材料力学属性, 并拟合得到了由Johnson-Cook本构模型表述的材料本构参数, 同时对拉伸断裂的试件断口做了微观形貌分析. 接着, 在落锤装置上对Z型冷弯钢构件做不同速度的轴向冲击试验, 研究构件受到冲击的动态失稳变形情况. 然后, 通过ABAQUS软件建立了可以反映锤头冲击构件过程的仿真模型, 考虑应变率效应和初始缺陷等因素, 分析了构件主要部位端部质点的位移和速度变化情况以及应力波传播效应的影响. 结果表明 薄壁冷弯钢构件受到外部冲击作用会产生动态屈曲, 随着冲击载荷增大, 发展为明显的塑性变形. 应力波的传播效应对动态屈曲模态的阶跃起着关键的作用.     

冲击荷载下C型G550冷弯钢的断裂机理研究

以C型G550薄壁冷弯钢构件为研究对象, 通过材料在不同应变率下的拉伸实验和数值模拟数据得到Johnson-Cook (J-C)本构模型和Johnson-Cook失效模型参数. 通过Abaqus软件模拟了不同冲击荷载作用下C型冷弯钢构件撕裂破坏的全过程, 利用落锤装置轴向冲击试验进行对比, 其实验结果与有限元数值模拟结果有良好的一致性. 此外, 对冲击试样撕裂断口进行微观形貌分析, 得到构件的断裂机理. 结果表明: 随着冲击速度的提高, 冲击力对构件的加载时间增加, 构件需要较大的塑性变形来吸收冲击能量; 冲击速度越高, 裂纹扩展功所占吸收冲击能量的比例越大, 显示出高速下裂纹扩展的能力越好; 冲击速度较高时, 以脆性断裂为主, 断口出现解理面, 甚至在高速变形时发生了绝热剪切破坏.     

开孔薄壁钢梁-轻骨料混凝土组合楼板火灾后受力性能研究

针对一种由冷弯卷边H型开孔薄壁钢梁和轻骨料混凝土预制板装配而成的新型轻质组合楼板, 对一组两端简支的组合楼板试件开展了烃类火灾作用后的力学性能试验研究. 结果表明, 承担2kN?m-2均布荷载的组合楼板试件在遭受600℃烃类火灾作用后, 仍具有较高的承载能力和整体刚度. 在4kN?m-2的均布荷载作用下, 火灾后损伤最严重的组合楼板试件的跨中挠度仍小于L/400, 且未见混凝土的进一步开裂. 试验结果表明, 薄壁钢梁腹板开孔形式及抗剪键的数量对火灾后组合楼板的整体刚度和受力性能有明显影响, 从提高组合楼板整体刚度的角度考虑, 对主钢梁腹板的开孔宜首选孔径大、数量少的分布形态, 同时适当增加抗剪键数量.     

钢-LVL组合工字形梁受剪性能研究

将单板层积材(LVL)和冷弯薄壁型钢通过结构胶复合形成工字形截面的组合梁,以组合梁的剪跨比、腹板和翼缘LVL厚度为参数,对9根钢-LVL组合工字形梁进行受剪性能试验,观察其在不同荷载作用下的破坏现象、破坏形态、应力变化及挠度的发展,对受剪承载力的影响因素进行分析,并提出组合梁的跨中挠度及受剪承载力的计算方法.试验结果表明,钢-LVL组合工字形梁的整体工作性能较好,组合效应显著,其受剪承载力与剪跨比、腹板厚度及翼缘厚度有关.当剪跨比小于2.5时,试件表现为明显的剪压破坏,腹板厚度、翼缘厚度的增加以及剪跨比的减小,可以有效地提高其极限受剪承载力.提出了组合梁的跨中挠度和受剪承载力计算模型,与试验结果吻合良好,实测挠度与计算挠度误差在8%以内,受剪承载力试验值与计算值平均误差不超过10%.     

半刚性连接钢框架整体结构屈曲荷载计算模型

在综合考虑梁柱任意半刚性连接及弹性支撑特性的基础上，建立了单层多跨平面钢框架结构整体失稳的线弹性屈曲荷载的解析计算模型，并同时考虑了所有柱脚的半刚性特征，使模型的适用范围更为广泛．本模型中的半刚性连接特性通过在所有梁柱连接处设置虚拟约束弹簧实现，弹性支撑则通过在柱顶引入具有任意刚度参数的水平弹簧实现．基于上述的基本模型，通过对所有构件建立失稳状态的控制方程并引入相应的连续性条件和边界条件，建立了平面单层任意多跨框架结构整体失稳的临界荷载解析计算方法，并研制了相应的计算程序．分析结果表明，半刚性连接特性和水平支撑效应对框架结构整体稳定性的影响极为显著，而且作用于多跨框架结构柱硕竖向荷载的分布特征对结构的整体稳定性有不可忽视的影响．另外，结构的支撑刚度及节点的半刚性连接特性对单层框架整体稳定性的影响具有明显的界限性和区间效应，对此需进一步开展深入研究．     

陶粒-普通混凝土双层组合路面层间应力及弯沉分析

为研究陶粒-普通混凝土双层组合路面的层间应力及弯沉, 首先进行Z型组合试件的粘结性能试验, 并利用ANSYS软件建立陶粒-普通混凝土双层组合路面模型, 分析车辆在匀速和制动工况下组合路面的层间应力及弯沉分布; 还进一步研究了增设Z型钢筋网对组合路面层间粘结性能的加强作用. 结果表明: 陶粒-普通混凝土双层组合路面具有较理想的层间粘结性能和较小的变形; 增设Z型钢筋网可进一步减小层间应力和变形, 加强整体粘结性能.     

火灾高温及高温后型钢混凝土结构性能

正宁波大学土木与环境工程学院李俊华教授著的《火灾高温及高温后型钢混凝土结构性能》,2019年2月由中国建筑工业出版社出版。作者结合试验、理论分析和数值计算,系统地介绍了火灾高温及高温后型钢混凝土结构性能。全书共分为11章,包括:火灾高温及高温后型钢混凝土粘结滑移性能、常温下带栓钉连接件型钢混凝土纵向剪力传递性能、火灾高温及高温后带栓钉连接件型钢混凝土剪力传递性能、非均匀火灾下约束型钢混凝土柱抗火性能、火灾后型钢混凝土梁受力性能、火灾后型钢混凝土柱受力性能及加固修复、火灾后型钢混凝土柱抗震性能及加固修复、火灾后型钢混凝土柱-型钢混凝土梁节点抗震性能及加固修复、火灾后型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁节点抗震性能及加固修复、火灾后型钢混凝土柱-钢梁节点抗震性能及加固修复、火灾后型钢混凝土框架抗震性能研究。本书内容翔实,可供从事结构抗火性能研究的师生参考使用。     

软土地基扩径桩竖向承载性能研究

扩径桩作为一种软土地基新型处理技术,它的存在使其承载性能优于传统桩基.本文通过在砂土中进行一系列尺寸相似比为10的扩径桩模型试验和PLAXIS 3D建模计算,研究扩径桩在抗压、抗拔条件下的承载性能与扩径体在荷载传递过程中的作用机制.研究结果表明:在良好持力层中,扩径体能显著提高等直径桩的抗压极限承载力1.76倍、抗拔极限承载力2.47倍,明显降低桩顶位移.扩径桩桩身轴力和侧摩阻力在扩径段均发生显著突变,但扩径体两端存在侧阻弱化现象.在下压荷载下,扩径桩表现出多支点摩擦端承桩特性;在上拔荷载下,扩径段的侧摩阻力表现出强化效应.修正了《建筑桩基技术规范》中单桩抗压、抗拔极限承载力参数取值,计算结果与试验值基本吻合,适用于预估扩径桩的竖向承载力.该研究结果可应用于软土地基中良好持力层的桩型选择.