考虑局部屈曲加劲钢箱形构件极限承载力的纤维梁柱模型 被引量：1

1

作者 白伦华 沈锐利 +2 位作者 颜全胜 刘耀鹏 王路 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期34-47,110,共15页

大型桥梁加劲钢箱形构件的极限承载力会受到板件局部稳定性能的影响,而目前尚缺乏成熟的可直接计入局部屈曲的高效计算模型。归纳总结国内外钢构件计算方法对局部屈曲的处理方式,明确以有效应力法即采用板件(或加劲板)平均受压应力-应... 大型桥梁加劲钢箱形构件的极限承载力会受到板件局部稳定性能的影响,而目前尚缺乏成熟的可直接计入局部屈曲的高效计算模型。归纳总结国内外钢构件计算方法对局部屈曲的处理方式,明确以有效应力法即采用板件(或加劲板)平均受压应力-应变曲线简化局部屈曲效应的研究思路。通过有限元程序ANSYS二次开发钢板拉压非对称本构模型,提出一种可直接计入局部屈曲的纤维梁柱模型。材料本构模型中受压应力-应变曲线通过小型的加劲板板壳模型得到,且全面考虑了焊接残余应力与几何缺陷。搜集已开展的钢箱梁、钢桥塔及钢拱肋的稳定性试验,采用提出的纤维梁柱模型、板壳模型与传统弹塑性梁柱模型进行分析,展示截面纤维划分策略,验证文中纤维梁柱模型的可靠性与高效性;通过设置不同的缺陷参数,探讨缺陷水平与局部屈曲对各个构件极限承载力的影响。研究表明,随着缺陷水平的严重,局部屈曲会显著降低极限承载力,提出的纤维梁柱单元模型能够有效地预测加劲钢箱形构件的极限承载力,具有较广泛的应用前景。 展开更多

关键词 加劲钢箱形构件 加劲板 局部屈曲 受压应力-应变曲线 纤维梁柱单元 板壳有限元模型

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冷弯薄壁型钢拼合箱形截面立柱轴压性能试验研究 被引量：14

2

作者 聂少锋 周天华 +2 位作者 袁涛涛 高婷婷 吴函恒 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2012年第4期46-52,共7页

对17根冷弯薄壁型钢拼合箱形截面立柱的轴压性能进行试验研究,截面分为A、B两类,得到了各试件荷载-位移曲线和破坏特征,并将试验结果与《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002)"有效宽厚比法"和美国相关规范中"直... 对17根冷弯薄壁型钢拼合箱形截面立柱的轴压性能进行试验研究,截面分为A、B两类,得到了各试件荷载-位移曲线和破坏特征,并将试验结果与《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002)"有效宽厚比法"和美国相关规范中"直接强度法"、"有效截面法"计算结果进行对比分析。结果表明:LC和MC系列立柱的破坏模式为整体弯曲屈曲,SC系列立柱则为局部屈曲和端部承压破坏;B类试件的最大承载力大于A类截面试件的最大承载力的2倍,即有"1+1>2"的拼合效应;对于A类截面LC系列立柱,GB 50018和AISI规范公式计算结果过于保守,而对于MC和SC系列试件,公式计算结果与试验结果比较吻合;对于B类截面LC和MC系列试件,公式计算结果偏于不安全,而SC系列试件,公式计算最大承载力偏于安全。 展开更多

关键词 冷弯薄壁型钢 拼合箱形截面立柱 轴压 试验研究 承载力 直接强度法 有效宽度法

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冷弯薄壁型钢四肢拼合箱形柱偏压受力性能试验研究与数值分析 被引量：9

3

作者 聂少锋 霍洋洋 +2 位作者 周天华 陶莹 孙玉金 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期1-10,17,共11页

对冷弯薄壁型钢四肢拼合箱形截面立柱进行轴压和偏压试验研究,得到各试件的荷载-位移曲线和极限承载力,详细分析了试件的屈曲模式和破坏特征。建立了考虑材料、几何和接触非线性的有限元模型对试验试件进行模拟分析,两者吻合较好,验证... 对冷弯薄壁型钢四肢拼合箱形截面立柱进行轴压和偏压试验研究,得到各试件的荷载-位移曲线和极限承载力,详细分析了试件的屈曲模式和破坏特征。建立了考虑材料、几何和接触非线性的有限元模型对试验试件进行模拟分析,两者吻合较好,验证了有限元方法的正确性。进而采用数值方法分析了构件长细比、螺钉间距和位置、偏心距和偏心方向对该类拼合立柱偏压受力性能的影响。结果表明:双向刀铰支座可以很好的实现铰接;螺钉间距为300mm时,拼合柱各肢整体协同工作性能良好;轴压和绕弱轴偏压试件最终破坏模式均为绕弱轴整体弯曲,绕强轴偏压时,试件破坏模式为弯扭失稳,但扭转不明显;拼合柱的偏压极限承载力和刚度随长细比和偏心距的增大而降低;偏心距相同时,拼合柱绕强轴偏压的极限承载力和刚度比绕弱轴偏压略高。 展开更多

关键词 冷弯薄壁型钢 拼合箱形截面柱 试验研究 偏压性能 数值分析

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三肢冷弯薄壁型钢拼合双腔箱形柱受压性能试验研究与数值分析 被引量：6

4

作者 聂少锋 周天华 +2 位作者 周绪红 左小雨 叶梦娜 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期25-33,共9页

对12根三肢冷弯薄壁型钢拼合双腔箱形柱分别进行了轴压、偏压试验和数值模拟分析.通过试验研究,得到了各试件的荷载-位移、荷载-应变曲线以及最大承载力,并分析了屈曲模式和破坏特征.采用有限元软件ABAQUS分析了双腔箱形柱的长细比变化... 对12根三肢冷弯薄壁型钢拼合双腔箱形柱分别进行了轴压、偏压试验和数值模拟分析.通过试验研究,得到了各试件的荷载-位移、荷载-应变曲线以及最大承载力,并分析了屈曲模式和破坏特征.采用有限元软件ABAQUS分析了双腔箱形柱的长细比变化、截面腹板的高厚比变化、荷载偏心方向和偏心距参数对拼合双腔箱形柱受压性能的影响.结果表明,LT-A(长柱)和MT-A(中长柱)组试件的最终破坏模式为整体弯曲屈曲破坏,个别MT-A组试件破坏位置发生在柱端,其余均在柱中.试件的轴压最大承载力均随试件长细比的增大而逐渐减小.试件轴压最大承载力随截面腹板高厚比的减小而增大;偏压试件的最大承载力随着偏心距的增加而降低. 展开更多

关键词 冷弯薄壁型钢 三肢拼合双腔箱形柱 参数分析 最大承载力

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冷弯薄壁型钢拼合箱形截面短柱承载力叠加法 被引量：5

5

作者 周天华 李艳春 +2 位作者 吴函恒 桑刘睿 张蕾 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期46-55,共10页

基于中国规范GB 50018-2002中的有效宽度法和北美规范中的有效宽度法及直接强度法,利用已有的试验数据和文章中有限元参数分析结果,计算了66根通过ST4.8自攻螺钉将单肢C形及单肢U形截面构件连接而成的冷弯薄壁型钢(CFS)拼合箱形截面短... 基于中国规范GB 50018-2002中的有效宽度法和北美规范中的有效宽度法及直接强度法,利用已有的试验数据和文章中有限元参数分析结果,计算了66根通过ST4.8自攻螺钉将单肢C形及单肢U形截面构件连接而成的冷弯薄壁型钢(CFS)拼合箱形截面短柱局部屈曲的承载力.理论值与试验和有限元值比较分析表明:中国规范GB 50018-2002和北美规范有效宽度法计算结果偏于保守,而北美规范直接强度法可以准确预测构件的承载力,但会存在不安全现象.基于以上结果,给出了关于冷弯薄壁型钢拼合箱形截面短柱局部屈曲承载力的计算方法--叠加法,并提出了关于CFS拼合箱形截面轴压短柱的理论计算公式.然后依据48根有限元试件的变参数结果,回归分析得出理论计算公式的组合系数α,得到计算拼合柱极限承载力的公式.最后通过与试验数据及中美规范计算结果对比,验证了承载力叠加法的适用性与准确性,也为CFS拼合箱形截面短柱承载力的计算提供了简易的方法. 展开更多

关键词 冷弯薄壁型钢 拼合箱形截面短柱 局部屈曲 试验 有限元分析 叠加法

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奥氏体型不锈钢焊接箱形截面轴压构件整体稳定性能试验研究 被引量：13

6

作者 杨璐 徐东辰 +3 位作者 王元清 张勇 袁焕鑫 尚帆 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期83-88,共6页

为了研究奥氏体型不锈钢材轴心受压构件的整体稳定性能,对6根奥氏体型不锈钢焊接箱形截面柱进行了轴心受压试验研究,在试验前对试件的几何初弯曲进行了测量,在试验过程中对荷载初偏心进行了量测。基于试验结果,分析了该类型构件的失稳... 为了研究奥氏体型不锈钢材轴心受压构件的整体稳定性能,对6根奥氏体型不锈钢焊接箱形截面柱进行了轴心受压试验研究,在试验前对试件的几何初弯曲进行了测量,在试验过程中对荷载初偏心进行了量测。基于试验结果,分析了该类型构件的失稳破坏形态和整体稳定承载力,并与欧洲钢结构规范和中国钢结构规范进行了对比。结果表明此次试验数据高于欧洲钢结构规范和中国钢结构规范的设计曲线,设计曲线较为保守。 展开更多

关键词 不锈钢 焊接箱形截面 轴压柱 整体稳定 承载性能

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不锈钢焊接箱形截面短柱轴压局部稳定性能 被引量：7

7

作者 袁焕鑫 王元清 +2 位作者 杜新喜 石永久 舒赣平 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期769-775,共7页

设计并加工了7个奥氏体型S30408和6个双相型S22253不锈钢焊接箱形截面短柱试件,通过压缩材性试验得出了2种不锈钢板材的力学性能指标,同时量测了试件的几何初始缺陷和焊接残余应力分布形态.此外,在两端固接的约束条件下开展短柱轴压试验... 设计并加工了7个奥氏体型S30408和6个双相型S22253不锈钢焊接箱形截面短柱试件,通过压缩材性试验得出了2种不锈钢板材的力学性能指标,同时量测了试件的几何初始缺陷和焊接残余应力分布形态.此外,在两端固接的约束条件下开展短柱轴压试验,得到了试件的局部稳定承载力和屈曲失效形态.试验结果表明,随着板件宽厚比的增大,其局部稳定承载力逐渐降低.采用ABAQUS建立考虑材料非线性和各向异性、几何初始缺陷和焊接残余应力的有限元模型,对短柱轴压局部稳定性能进行了数值模拟,计算结果与试验结果吻合良好,验证了有限元模型的准确性和可靠性.得到的短柱试验结果和建立的有限元模型可以为焊接不锈钢构件稳定性能的研究提供参考. 展开更多

关键词 不锈钢结构 局部稳定 焊接箱形截面 短柱试验 有限元分析

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超高强度钢材焊接箱形轴心受压柱整体稳定的有限元分析 被引量：23

8

作者 施刚 石永久 王元清 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第2期255-261,共7页

目的运用有限元方法分析计算超高强度钢材焊接箱形截面轴心受压柱整体稳定受力特性的准确性和可靠性,以及残余应力的影响.方法运用通用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型,准确模拟构件的残余应力和几何初始缺陷,对11个超高强度钢材焊... 目的运用有限元方法分析计算超高强度钢材焊接箱形截面轴心受压柱整体稳定受力特性的准确性和可靠性,以及残余应力的影响.方法运用通用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型,准确模拟构件的残余应力和几何初始缺陷,对11个超高强度钢材焊接箱形截面轴心受压柱的整体稳定受力特性进行了有限元分析,并与相应的试验结果进行对比.结果有限元计算得到的承载力与试验实测结果的平均误差<4%,且标准差<5%.残余应力的2种变化对整体稳定承载力的影响<3%.结论建立的有限元模型能够准确地分析计算超高强度钢材轴心受压柱的整体稳定受力特性,为进一步运用该有限元模型对各种截面的超高强度钢材轴心受压柱的整体稳定受力特性进行分析计算提供了正确性依据.残余应力的变化对超高强度钢材焊接箱形截面轴心受压柱整体稳定承载力的影响较小,可能采用比普通钢材钢柱高的整体稳定系数. 展开更多

关键词 超高强度钢材 轴心受压柱 焊接箱形截面 整体稳定 有限元分析

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双相型不锈钢焊接箱形截面轴压构件整体稳定性能试验研究 被引量：5

9

作者 杨璐 徐东辰 +2 位作者 尚帆 王元清 张勇 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期364-369,共6页

为了研究双相型不锈钢材在轴心受压下的整体稳定性能,对6根双相型不锈钢焊接箱形截面柱进行了轴心受压试验.在试验前对试件的几何初弯曲进行了测量,在试验过程中对荷载初偏心进行了量测.根据试验数据,分析了构件的失稳变形特征和整体稳... 为了研究双相型不锈钢材在轴心受压下的整体稳定性能,对6根双相型不锈钢焊接箱形截面柱进行了轴心受压试验.在试验前对试件的几何初弯曲进行了测量,在试验过程中对荷载初偏心进行了量测.根据试验数据,分析了构件的失稳变形特征和整体稳定承载力,并与欧洲钢结构规范(EN 1993-1-4)和中国钢结构规范(GB50017—2003)的计算结果进行了对比.结果表明,试验数据均高于欧洲规范计算值,但整体低于中国钢结构规范方法的计算值;同时说明欧洲规范采用的设计曲线偏保守,而中国钢结构规范所采用的设计曲线应做相应的调整. 展开更多

关键词 双相型不锈钢 焊接箱形截面 轴压柱 整体稳定 承载性能

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节点域构造不同的外加强环式梁柱异型钢框架节点有限元分析 被引量：6

10

作者 隋伟宁 白雪 李帼昌 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第4期675-681,共7页

目的找出节点域处不同构造特征对节点的塑性铰的发展情况、破坏特征和抗震性能的影响规律.方法利用有限元软件ABAQUS建立了外加强环式箱型柱-H梁异型钢框架节点的三维有限元模型,对框架节点的节点域处设置不同面积的外加强环板进行建模... 目的找出节点域处不同构造特征对节点的塑性铰的发展情况、破坏特征和抗震性能的影响规律.方法利用有限元软件ABAQUS建立了外加强环式箱型柱-H梁异型钢框架节点的三维有限元模型,对框架节点的节点域处设置不同面积的外加强环板进行建模分析.结果外加强环式箱型柱-H梁异型钢框架节点在节点域1屈服后,在外加强环转角处形成塑性铰,避免了梁端焊缝的开裂,提高了节点的耗能能力.三种节点连接形式的滞回环大而饱满,采用全环板、3/4环板和1/2环板的等效黏滞阻尼系数分别为0.409、0.455和0.379.结论该类异型节点在不同节点连接方式下都具有良好的延性性能、耗能能力和抗震性能,在实际工程应用的设计和施工中建议采用3/4环板. 展开更多

关键词 钢结构 箱型柱H型梁 塑性铰 外加强环 有限元分析

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百米箱形高墩柱模型试验与分析 被引量：3

11

作者 张开敬 马庭林 童兵 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 1997年第2期49-54,共6页

南昆线清水河大桥主跨为７２ｍ＋１２８ｍ＋７２ｍＰＣ连续刚构桥，其４号墩高１００ｍ，是国内最高的铁路桥墩。为了检验设计，进行了１／１４缩尺的变截面箱形高墩柱的模型试验。试验结果表明，在使用荷载和最不利施工荷载下，控制截... 南昆线清水河大桥主跨为７２ｍ＋１２８ｍ＋７２ｍＰＣ连续刚构桥，其４号墩高１００ｍ，是国内最高的铁路桥墩。为了检验设计，进行了１／１４缩尺的变截面箱形高墩柱的模型试验。试验结果表明，在使用荷载和最不利施工荷载下，控制截面混凝土和钢筋应力以及墩顶水平挠度的实测值与计算值符合良好。破坏试验说明，高墩柱具有足够的安全储备。 展开更多

关键词 箱形高墩柱 清水河大桥 模型试验 连续刚构桥

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隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形梁与箱形梁异形节点抗震性能试验 被引量：4

12

作者 王万祯 李华 +2 位作者 郭鸣鸣 朱放 孙韶江 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2018年第1期40-50,共11页

对圆弧加强隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形梁与箱形梁异形节点和基本型异形节点进行循环加载试验,研究了贯通隔板圆弧扩大头构造对异形节点抗震性能的影响,获得了该类节点的破坏模式、滞回性能、承载力和塑性转角等抗震性能参数。基... 对圆弧加强隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形梁与箱形梁异形节点和基本型异形节点进行循环加载试验,研究了贯通隔板圆弧扩大头构造对异形节点抗震性能的影响,获得了该类节点的破坏模式、滞回性能、承载力和塑性转角等抗震性能参数。基于试验结果和力学分析,建议了异形节点域的抗弯、抗剪计算模型,推导了异形节点域的抗弯、抗剪承载力计算公式。结果表明:基本型异形节点滞回曲线劣化明显,节点在刚度较大、几何突变的箱形梁翼缘对接焊缝边缘脆断;隔板圆弧加强异形节点的滞回曲线饱满,承载能力和刚度退化不明显,主要破坏模式为在隔板圆弧加强区形成塑性铰,梁翼缘对接焊缝延性开裂;加载至节点破坏时,贯通隔板与柱壁板间焊缝未发生撕裂破坏,节点域内轻骨料混凝土未压碎或拉裂,轻骨料混凝土与隔板和柱壁板间未发生剥离或滑移;隔板圆弧加强异形节点的塑性转角可达0.038~0.056rad,承载力较基本型异形节点提高21.5%~56.2%。 展开更多

关键词 方钢管轻骨料混凝土柱-H形梁与箱形梁异形节点 循环加载试验 抗震性能 承载力 塑性转角 耗能能力

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圆弧扩大头隔板贯通式箱形柱-H型钢梁异型节点抗震性能试验研究 被引量：5

13

作者 王万祯 王伟焘 童科挺 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期9-21,共13页

对5个圆弧扩大头隔板贯通式箱形柱-H型钢梁异型节点和1个基本型异型节点进行低周往复循环加载试验,研究圆弧扩大头构造对隔板贯通式箱形柱-H型钢梁异型节点在强震时的破坏模式、承载力、塑性转角、滞回性能、骨架曲线、刚度退化和耗能... 对5个圆弧扩大头隔板贯通式箱形柱-H型钢梁异型节点和1个基本型异型节点进行低周往复循环加载试验,研究圆弧扩大头构造对隔板贯通式箱形柱-H型钢梁异型节点在强震时的破坏模式、承载力、塑性转角、滞回性能、骨架曲线、刚度退化和耗能性能等抗震性能的影响规律。试验结果显示,基本型异型节点在刚度较大、几何变化剧烈(应力集中严重)的大截面梁翼缘对接焊缝侧边开裂,节点的塑性转角约为0.015rad,达不到FEMA要求的0.03rad。圆弧扩大头异型节点在隔板圆弧扩大区形成塑性铰,节点的塑性转角达到0.033~0.044rad,承载力和耗能性能较基本型异型节点分别提高41.7%~53%和173%~500%。隔板圆弧扩大区屈曲、对接焊缝延性拉断、贯通式隔板与柱壁板间焊缝剪切破坏、梁腹板焊接孔开裂是圆弧扩大头异型节点的主要破坏模式。隔板圆弧扩大头构造和梁翼缘对接焊缝移至远离节点区的措施,缓和了节点区焊缝过于密集和焊接热影响区的交叉影响,规避了梁翼缘对接焊缝处的几何突变(应力集中)和过早脆断。此次试验的隔板贯通式箱形柱-H型钢梁异型节点,大截面梁均先于小截面梁断裂,且均未出现以往内隔板式节点试验中常见的柱壁板间焊缝撕裂现象。 展开更多

关键词 隔板贯通式箱形柱-H型钢梁异型节点 圆弧扩大头 循环加载试验 承载力 塑性转角 耗能性能

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低屈强比高强钢箱形柱抗震性能试验研究 被引量：1

14

作者 聂诗东 叶曦雨 +2 位作者 王辉 李静尧 陈振业 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第6期29-37,共9页

钢结构的材料高强化是发展趋势,目前高强钢存在屈强比过高的问题,限制了高强钢在建筑结构中的抗震设计应用。对低合金高强度结构钢进行材性改良,研发出一种新型低屈强比Q620E高强钢。对此新型高强钢的抗震性能进行试验研究,根据壁板宽... 钢结构的材料高强化是发展趋势,目前高强钢存在屈强比过高的问题,限制了高强钢在建筑结构中的抗震设计应用。对低合金高强度结构钢进行材性改良,研发出一种新型低屈强比Q620E高强钢。对此新型高强钢的抗震性能进行试验研究,根据壁板宽厚比等级设计截面尺寸不同的箱形截面柱,对轴压比为0.2和0.35的高强钢箱形柱进行低周往复加载试验。通过观察试件的破坏模式、提取滞回曲线和骨架曲线,从承载力、延性、耗能性能与损伤发展等方面对钢柱的抗震性能进行分析,并与Q690D普通高强钢柱抗震性能进行比较。试验结果表明,低屈强比高强钢柱具有良好的滞回性能和塑性变形能力;壁板宽厚比对构件承载力及延性影响显著;壁板宽厚比越大则刚度下降越快、损伤发展不连续;相较于Q690D普通高强钢,Q620E新型钢在力学性能与构件抗震方面均体现出较大的优势,可考虑在高强钢建筑结构中拓展应用。 展开更多

关键词 高强钢 低屈强比 箱形柱 抗震性能 低周往复加载试验

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外伸翼缘加劲钢箱形压弯构件屈曲特性试验

15

作者 桂成中 雷俊卿 +1 位作者 黄祖慰 陈嵘 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期333-340,351,共9页

为了研究Q500qE高性能钢外伸翼缘薄壁加劲箱形压弯构件的稳定特性,开展3个Q500qE和1个Q345B的构件模型试验,分析试验构件的荷载-位移曲线、整体和局部屈曲形态.整体屈曲试验结果表明,采用Q500qE高性能钢和设置外伸翼缘可以有效提高薄壁... 为了研究Q500qE高性能钢外伸翼缘薄壁加劲箱形压弯构件的稳定特性,开展3个Q500qE和1个Q345B的构件模型试验,分析试验构件的荷载-位移曲线、整体和局部屈曲形态.整体屈曲试验结果表明,采用Q500qE高性能钢和设置外伸翼缘可以有效提高薄壁箱形压弯构件极限承载力且能够改善构件整体稳定特性.局部屈曲试验表明,外伸翼缘宽厚比对平面外局部屈曲半波数和局部变位影响较大,故需要根据现有规范中的宽厚比限值要求限制外伸翼缘板局部屈曲.对于构件的极限承载力和屈曲形态,试验结果与弹塑性数值分析结果吻合较好.分别采用允许应力法和极限状态法对Q500qE构件进行稳定验算,与试验结果进行比较,表明现有规范中的相关验算公式适用于验算此类压弯构件. 展开更多

关键词 外伸翼缘 钢箱形压弯构件 Q500qE高性能钢 屈曲特性 规范验算

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有限扭转对箱形截面短柱轴压受力性能的影响

16

作者 陈星 陈以一 《建筑科学与工程学报》 CAS 2008年第1期70-75,共6页

为研究具有有限扭转的箱形截面短柱轴压受力性能,对其进行了弹性屈曲分析和非线性分析。揭示了初始扭转对轴压短柱中板件的荷载条件、边界条件、局部应力分布特点造成的影响:在弹性状态下,非加载边上存在弯曲约束和横向膜应力,加载边上... 为研究具有有限扭转的箱形截面短柱轴压受力性能,对其进行了弹性屈曲分析和非线性分析。揭示了初始扭转对轴压短柱中板件的荷载条件、边界条件、局部应力分布特点造成的影响:在弹性状态下,非加载边上存在弯曲约束和横向膜应力,加载边上平行加载方向的截面应力分布不均。指出了箱形截面短柱轴压刚度和极限承载力随相对扭转角增大而增大的一般规律,箱形截面短柱极限承载力对于较小相对扭转角的不敏感性,以及破坏模式同相对扭转角大小的相关性,即很大的相对扭转角会导致破坏模式由局部屈曲转变为局部的强度破坏。 展开更多

关键词 扭转箱形截面短柱 受力性能 轴压极限承载力 有限元分析

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冷弯薄壁型钢拼合箱形柱的畸变屈曲性能研究 被引量：5

17

作者 李艳春 周天华 +2 位作者 丁嘉豪 李晨阳 张兴春 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期91-100,共10页

为研究冷弯薄壁型钢(CFS)拼合箱形截面柱的畸变屈曲性能,首先对9根C形截面柱、9根U形截面柱及21根由C形和U形拼合而成的箱形截面柱进行轴压试验研究和数值模拟分析,考察其屈曲模式特征和受力特性.在此基础上,提出一组假设模型以研究螺... 为研究冷弯薄壁型钢(CFS)拼合箱形截面柱的畸变屈曲性能,首先对9根C形截面柱、9根U形截面柱及21根由C形和U形拼合而成的箱形截面柱进行轴压试验研究和数值模拟分析,考察其屈曲模式特征和受力特性.在此基础上,提出一组假设模型以研究螺钉间距对拼合箱形截面柱变形特征和极限承载力的影响规律及其与试件半波长之间的关系.研究结果表明:1)不同螺钉间距的试件,畸变屈曲半波数量和半波长(λc)均不相同.2)螺钉间距小于0.9λc时,箱形截面柱的承载力大于C形和U形柱的承载力之和,即1+1>2的拼合效应.3)螺钉间距大于0.9λc时,箱形截面柱的承载力逐渐接近C形和U形柱的承载力之和,即1+1≈2.为计算CFS拼合箱形截面柱的极限承载力,在美国规范中直接强度法的基础上提出了一种计算箱形截面柱畸变屈曲弹性临界荷载的方法,将计算的临界屈曲荷载用于直接强度法以得到拼合箱形截面柱的极限承载力,理论计算结果与试验及有限元结果均比较吻合,验证了本文提出方法的准确度和适用性. 展开更多

关键词 冷弯薄壁型钢 拼合箱形柱 畸变屈曲 屈曲临界荷载 计算方法

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不锈钢箱形截面柱抗震性能研究 被引量：3

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作者 宁克洋 杨璐 班慧勇 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期23-30,49,共9页

文章采用有限元软件ANSYS建立不锈钢箱形截面柱有限元分析模型,并基于试验结果验证了该模型的有效性。采用该模型分析了板件几何初始缺陷、宽厚比和轴压比对不锈钢箱形截面柱抗震性能的影响,并对比分析了奥氏体型不锈钢S30408、双相型... 文章采用有限元软件ANSYS建立不锈钢箱形截面柱有限元分析模型,并基于试验结果验证了该模型的有效性。采用该模型分析了板件几何初始缺陷、宽厚比和轴压比对不锈钢箱形截面柱抗震性能的影响,并对比分析了奥氏体型不锈钢S30408、双相型不锈钢S22053、碳素钢Q235和低合金高强钢Q460箱形截面柱抗震性能的差异。最后,根据有限元分析结果对现行《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)中箱形截面柱板件宽厚比限值对于不锈钢箱形截面柱的适用性进行讨论,并针对不锈钢箱形截面柱提出不同抗震等级的延性定量判定标准和宽厚比设计建议。 展开更多

关键词 不锈钢 箱形截面柱 抗震性能 有限元研究 宽厚比

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侧向冲击下中空箱形钢管混凝土叠合柱动力响应的实验与有限元分析 被引量：4

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作者 贾志路 王蕊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期166-172,共7页

中空箱形钢管混凝土叠合柱由钢筋混凝土和钢管混凝土组成,为研究其抗冲击性能,利用自主研发的落锤式试验机开展箱形叠合柱抗冲击实验,重点研究了边界条件、冲击高度和轴压比对冲击力时程、跨中位移的影响。此外在实验基础上通过ANSYS/LS... 中空箱形钢管混凝土叠合柱由钢筋混凝土和钢管混凝土组成,为研究其抗冲击性能,利用自主研发的落锤式试验机开展箱形叠合柱抗冲击实验,重点研究了边界条件、冲击高度和轴压比对冲击力时程、跨中位移的影响。此外在实验基础上通过ANSYS/LS-DYNA软件建立了有限元模型,分析了各组件内能分配。实验结果表明:随冲击高度的增加,冲击力时程曲线由两段式发展为三段式,内埋钢管混凝土作用逐渐明显;随边界条件的改变,两端固定时的抗变形能力较两端简支时增强;而轴压比对其动力响应影响不显著;冲击能量较大时,钢管混凝土吸收的能量达到了1/3,抗冲击性明显。 展开更多

关键词 钢管混凝土叠合柱 中空箱形截面 冲击性能 动力响应 有限元分析

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