- 张爱林;赵玉龙;刘学春;赵亮;赵海明;张劲爱;
对于高层钢框筒结构体系,风荷载起控制作用,结构顶层侧移、层间位移角不易控制,为提高钢框筒结构的抗侧能力,将柔性预应力索用于钢框筒结构,并运用SAP 2000有限元软件对跨层预应力支撑钢框筒结构和钢框筒结构的抗侧性能和剪力滞后效应进行分析、对比,进一步研究预应力支撑的初始预拉力、弹性模量、布置角度、截面直径和布置方式等参数对跨层预应力支撑钢框筒结构受力性能的影响。研究表明:对钢框筒结构施加预应力支撑,显著提高其抗侧能力,并改善结构局部的剪力滞后效应;跨层预应力支撑宜布置为45°左右的交叉剪刀形状;在实际钢框筒结构工程允许的范围内,预应力支撑应选取较大的弹性模量和直径。
2014年06期 v.29;No.186 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 179K] [下载次数：160 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 张海;王龙;王玉良;郭翰林;
基于新型装配整体式局部外包钢板箍柱节点的试验研究,利用大型通用有限元分析软件ANSYS 10.0对其进行低周反复作用下的三维非线性有限元分析,同时考虑不同轴压比对结构抗震性能的影响。结果表明,有限元软件能较好地模拟分析局部外包钢板箍装配式新型柱节点,此新型节点具有较好的抗震性能,所得的模拟结果与试验数据基本吻合。可为理论分析研究和部分工程应用提供参考。
2014年06期 v.29;No.186 6-8+27页 [查看摘要][在线阅读][下载 147K] [下载次数：175 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 温秋平;董事尔;雍承鑫;吕恒富;
采用有限条软件CUFSM对不同截面几何参数的冷弯薄壁卷边槽钢绕弱轴纯弯进行畸变屈曲应力计算,并根据经典板件屈曲应力公式计算构件翼缘畸变屈曲系数,分析构件截面几何参数的变化对畸变屈曲系数的影响,在此基础上,提出适用于求解直卷边槽钢绕弱轴纯弯畸变屈曲应力的简化公式。与有限条法和基于广义梁理论的横向弯曲铰支计算模型的计算公式进行对比,所提出的公式具有较高精度,且简单实用、便于手算,建议公式可供工程设计和修订规范参考。
2014年06期 v.29;No.186 9-12+46页 [查看摘要][在线阅读][下载 162K] [下载次数：114 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：1 ] - 郝彬;于江;李盼臻;
运用ANSYS有限元软件,对单向压弯状态下十字形截面方钢管混凝土组合异形柱进行仿真计算,并在此基础上采用蒙特卡罗法分析结构的可靠度。结果表明,十字形方钢管混凝土组合异形柱具有承载力高、塑性和韧性好的特点;钢管与混凝土能良好地协同工作,提高了混凝土的承载能力。与此同时,ANSYS分析得出柱子高度、截面尺寸等参数对结构最大侧向位移和应力强度的灵敏度影响较大,同时得出结构的可靠度概率。
2014年06期 v.29;No.186 13-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 181K] [下载次数：178 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：1 ] - 侯忠良;李永录;耿树江;
针对高层建筑钢结构制作和安装施工中常见的缺陷、偏差等不利影响因素进行抗震分析,并给出相应的处理措施。同时探讨按照房屋抗震等级,规定不同验收要求的可行性。
2014年06期 v.29;No.186 18-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 100K] [下载次数：205 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 武萍;于峰;
对锈蚀槽钢梁承载性能进行试验研究和理论分析。试验研究表明:锈蚀率对钢材抗拉强度和弹性模量的影响较小;截面尺寸、跨度和锈蚀率是影响锈蚀槽钢梁承载力和变形的主要因素;试件发生整体受弯破坏。锈蚀槽钢梁弯矩-挠度曲线可分为3个阶段:弹性锈蚀层脱落段、弹性段和屈服强化段。锈蚀槽钢梁弯矩-曲率关系曲线可分为2个阶段:弹性段和屈服强化段。在试验研究基础上,提出锈蚀槽钢梁基于平均厚度和锈蚀率的承载力计算方法,以及挠度的计算方法。计算公式简单,且具有很高的计算精度,便于工程应用。
2014年06期 v.29;No.186 22-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 193K] [下载次数：204 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：25 ] |[阅读次数：1 ]
为给出循环荷载作用下底板连接扭转性能的力学模型,萨勒诺大学对其进行了试验研究。首先对用于预测破坏前单调荷载作用下底板连接扭转性能的组件法的精确性进行评估。基于萨勒诺大学的试验结果,对欧洲规范3组件法给出的连接节点转动刚度、抗弯承载力、弯矩-转角曲线的精确性进行了评估。特别地,试验中先在弹性范围内对柱进行不同级别的轴向加载,对试件进行测试,继而加载至破坏。为了扩大影响底板连接节点性能的几何和力学参数的考察范围,不仅将组件法的预测结果与该文的试验结果进行了比较,而且还与其他科技文献中的试验结果进行了比较。
2014年06期 v.29;No.186 78-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 71K] [下载次数：37 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] -
为了解火灾下高强度钢端板连接的性能和失效模式,进行了试验研究。在550℃高温的稳态火灾情况和室温下对梁-柱高强度钢端板连接进行了足尺试验,并且将其性能与低碳钢端板连接进行比较。此外,利用高强度钢端板连接的试验结果对欧洲规范3的规定进行了验证。结果表明:在室温和高温下,适当减小高强度钢端板的厚度均能提高连接的转动能力,从而保证整个结构的安全性,并且其抗弯能力与低碳钢端板连接几乎相同。
2014年06期 v.29;No.186 78页 [查看摘要][在线阅读][下载 54K] [下载次数：56 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 为了解火灾下高强度钢端板连接的性能,利用ABAQUS软件对其进行了数值模拟。数值分析得到的弯矩-转角关系、失效模式和连接的屈服线形状等与典型的试验结果相符。试验结果验证了有限元分析结果的精确性,说明有限元方法能够高效、经济、准确地研究高强度钢端板连接的抗火性能。因此,该数值分析方法能够用于预测室温和各种火灾情况下高强度钢端板连接的最大弯矩。
2014年06期 v.29;No.186 78页 [查看摘要][在线阅读][下载 54K] [下载次数：40 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] -
为研究纵向无约束、加载端简支(截面内置单元)的短圆柱形曲板的后屈曲性能,对平面内压弯作用下圆柱形曲板进行了数值分析,包括曲率和载荷类型(纯压缩和平面内弯曲)的影响。研究确定了其他相关参数以及它们对圆柱形曲板极限强度的影响。通过参数研究得到极限折减系数的数值分析结果,利用迭代程序将其转换成几何(宽度)折减系数。随后,基于有效宽度的概念,对EN1993-1-5中内置板构件极限承载力的计算准则进行改进。结果表明(短粗板除外):随着曲率参数的增大,圆柱形曲板的承载力提高,EN 1993-1-5给出的承载力上限是合理的。最后,统计研究结果表明,该方法能够准确估计圆柱形曲板的极限承载力。
2014年06期 v.29;No.186 79页 [查看摘要][在线阅读][下载 55K] [下载次数：78 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 研究简单抗火设计方法对轴向载荷作用下一侧暴露于火的墙板的薄壁钢螺栓的适用性。该简单方法包括高温下截面温度和极限承载力的计算。简化方法计算截面热传递时将截面分成若干段;墙板的热性能由所含构件热性能的加权平均值得到;结构承载力计算方法基于直接强度法。设计方法的计算结果与有限元模拟的热传递和结构分析(236个模型)结果相符,该方法能用于同类建筑工程的性能化消防设计。
2014年06期 v.29;No.186 79-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 73K] [下载次数：34 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] -
基于已有研究成果,建立具有较高精度的单孔薄壁闭口截面组合梁的改进结构力学模型。该模型考虑了轴向翘曲和材料各向异性对壳壁中心表面剪应变的影响。根据壳壁的一般本构关系直接计算得到剪应变,给出一维整体梁刚度矩阵的封闭表达式。采用ABAQUS软件对不同荷载条件下不同薄壁接头的箱形和圆柱形梁进行了数值模拟及对比分析。表明:材料各向异性对壳壁中心表面剪应变的影响对模型的精确性有着显著影响,而轴向翘曲的影响可以忽略不计。揭示出一些现有模型的显著缺陷。
2014年06期 v.29;No.186 80-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 73K] [下载次数：95 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 对与构件垂直或成45°角的局部荷载作用下的圆钢管混凝土(CFST)进行有限元分析(FEA)。利用已发表在国际期刊上的试验结果对建立的有限元模型进行了验证。采用该有限元模型对局部荷载作用下的CFST进行有限元分析,研究其典型的失效模式和荷载-变形曲线。最后,给出计算局部荷载作用下CFST强度的简单计算公式。所提出的建议公式可避免支撑构件过早屈曲以及弦杆过早断裂。
2014年06期 v.29;No.186 80页 [查看摘要][在线阅读][下载 56K] [下载次数：53 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] -
给出各类普通截面均匀各向同性梁的新型几何非线性模型,包括因扭剪导致的不均匀翘曲。利用基于不均匀翘曲构件圣维南解的三维线弹性模型,描述不同截面旋转框架的静力和动力特性。根据代数变化和混合变分原理给出模型的广义参数。采用混合插值法,模型的Koiter有限元分析结果与根据该公式得到的结果相符。
2014年06期 v.29;No.186 80页 [查看摘要][在线阅读][下载 56K] [下载次数：176 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 为评估冷弯矩形和方形中空截面(RHSSHS)钢梁的有效转动能力,对其进行研究,基于神经网络(NN)和遗传算法(GEP)建立新的数学模型。为对所提出的公式进行扩展,采用了已有研究文献中的大量试验数据。在NN和GEP模型中使用的数据用于涵盖几何和机械性能的8个参数,如截面的宽度、高度和壁厚,内圆角半径,屈服应力,弹性模量与硬化参数之比,初步硬化应变与屈服应变之比以及剪切长度。试验数据验证了所给公式的正确性,将该公式的计算速度和精确性与已有研究给出的半经验公式进行了比较。所给预测模型证明,NN和GEP方法能够用于预测冷弯RHS-SHS钢梁的有效转动能力。
2014年06期 v.29;No.186 81页 [查看摘要][在线阅读][下载 55K] [下载次数：40 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] -
将第1部分研究单孔薄壁闭口截面组合梁的方法扩展到多孔闭口截面组合梁中。充分考虑了材料各向异性对外层和内层材料中心表面剪应变的影响。采用ABAQUS软件对不同荷载条件下不同薄壁接头的3孔箱形和圆柱形梁进行了数值模拟及对比分析。揭示出一些现有模型的显著缺陷。
2014年06期 v.29;No.186 81-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 72K] [下载次数：51 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 薄钢板的抗剪力由三个部分组成:剪切屈曲、张力场和翼缘的作用。对前两者进行讨论研究。并已知恒定温度下钢板在高温下的抗剪力。然而,在很多实际应用中,钢板的温度分布并不统一。介绍在18个不均匀温度场的12块钢板的有限元分析。同时,提出一个可以预测非均匀升温下薄钢板的抗剪力的设计方法。这个设计方法的基本原理是减小参考温度下钢板的设计强度,参考温度一般高于平均温度,但低于钢板的最高温度。
2014年06期 v.29;No.186 82页 [查看摘要][在线阅读][下载 55K] [下载次数：37 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] -
一直以来,低温或动力荷载作用下冷弯矩形钢管(RHS)的缺口韧性是北美关注的问题之一。为了评估矩形钢管的缺口韧性,钢铁产品标准通常需要测试从无焊缝的一个平面纵向取样的夏比V型缺口(CVN)。这可能导致这种横截面的缺口韧性结果偏于不安全。因此,必须慎重考虑在低温或动力荷载的设计标准下转角和焊缝区域的缺口韧性。在此研究中,对总共378个夏比V型缺口进行试验,并完成6个北美冷弯矩形钢管平面、转角和焊缝区域的夏比V型缺口的韧性-温度曲线,从而研究冷弯成型、热处理、横截面几何学和焊接对矩形钢管横截面附近的夏比V型缺口韧性的影响。特别需要提到的是,这是首次直接对比使用不同方法(直接成型或连续成型)冷弯成型的矩形钢管的夏比V型的韧性。
2014年06期 v.29;No.186 82-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 72K] [下载次数：72 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 腹板开孔卷边槽钢梁(LCB)普遍用在建筑结构的楼板格栅和托梁上。这些腹板开孔卷边槽钢梁的抗剪性能很复杂,且它们的抗剪承载力由于腹板开孔而大大降低。然而,对于腹板开孔卷边槽钢梁抗剪性能的研究很有限。因此,采用详细的数值分析研究非加劲的腹板圆形开孔卷边槽钢梁的抗剪性能和强度。建立一个跨中荷载下长宽比分别为1.0和1.5的卷边槽钢梁的有限元模型,并通过比较它们的试验结果验证这个模型的有效性。在详细的参数研究中使用这个模型,从而研究各种影响因素的影响。试验和数值结果显示,当前的冷弯薄壁型钢设计规范中的设计方法过于保守。因此,根据试验和数值结果,提出一个改进的腹板开孔卷边槽钢梁抗剪强度的设计公式。详细介绍这个非加劲的腹板圆形开孔卷边槽钢梁的有限元模型,并通过验证,进一步改进抗剪设计方法。所提出的抗剪设计方法有望纳入未来版本的冷弯型钢设计规范。
2014年06期 v.29;No.186 83页 [查看摘要][在线阅读][下载 55K] [下载次数：69 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] -
热处理高强钢(HSS)越来越多地应用于陆上和海上结构中。根据冶金学的经典理论,微观结构中的硬化效应可能会使热处理高强钢的高强度减弱或通过热处理消除。使用这种材料建造的结构在加热或冷却后(如火灾时或火灾后)的表现不同。试验研究调查再升温、淬火及回火(RQT)的S690热处理高强钢板的力学性能及其加热和冷却后的残余强度。发现RQT-S690高强钢板在低温(400℃以下)加热下显示了良好的耐热性,而在高温下其强度会大幅降低,其火灾后的力学性能也与传统的普通强度热轧钢不同。
2014年06期 v.29;No.186 83-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 71K] [下载次数：118 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 蜂窝钢梁的抗弯承载力受局部和整体失稳影响。使用有限元法研究混合屈曲模式下蜂窝钢梁的非弹性性能,建立一个考虑弯扭或畸变屈曲和横截面局部化变形之间相互作用的三维的非线性有限元模型,并根据现有研究文献中的可用结果进行验证。研究包括受三种不同荷载(跨中荷载、均布荷载和端弯矩)作用的简支梁,通过参数分析,从而评估不同几何参数对蜂窝钢梁非弹性稳定性的影响。这些参数包括钢梁横截面尺寸、翼缘宽度和厚度、腹板高度和厚度、开孔的形状和间距。介绍模拟研究中考虑各种尺寸的不同屈曲模式所对应的弯矩梯度因子。研究结果有望帮助更深入地研究蜂窝钢梁的性能,并准确预测弯矩梯度因子和这种特殊钢梁的抗弯承载力。
2014年06期 v.29;No.186 84页 [查看摘要][在线阅读][下载 55K] [下载次数：44 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] -
研究一种新型内隔板连接的抗震性能。这种新型连接可以通过水平加劲肋构成楔形梁翼缘,从而有效地缓和梁端的应力和应变集中,并将塑性铰从柱表面移走。介绍使用锥形端板的钢管混凝土柱内隔板连接的滞回性能,对两个准静力循环荷载下的足尺连接进行试验,评估不同荷载周期下的强度、刚度、变形、延性、耗能能力和应变分布。分析表明,这种连接装置的滞回性能更稳定,且强度和刚度适中,可以在地震区的组合抗弯框架中使用这种延性和耗能能力更好的连接。
2014年06期 v.29;No.186 84-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 76K] [下载次数：65 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] 对轴向荷载下,各包含一个斜向半椭圆形裂纹的钢管的疲劳断裂进行试验和理论研究。这个裂纹相对于荷载的轴的倾斜角在0°~90°之间变化。事实上,在微观尺度上,断裂面并不绝对平滑,从微观结构来讲更是倾向于粗糙的。这些粗糙表面相互之间共同的滑动作用导致了断裂面之间的压力和摩擦应力场。提出一个包含断裂面相互作用对裂纹扩展影响的新的裂纹扩展模型。断裂面被认为是一种h为粗糙高度、λ为波长的工厂屋顶的形式。随后,使用该模型预测复杂应力状态下钢管的疲劳裂纹扩展。
2014年06期 v.29;No.186 85-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 89K] [下载次数：101 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] -
介绍一种新的结构抗震被动控制装置。这种装置由两根焊管组成,两根焊管内都各有两个更小的焊管,且在两管间充填铅或者锌的金属材料该装置受剪切荷载影响,并利用外管、内管、内填金属以及金属材料间的摩擦力的作用作为能量吸收机制。对6个试验样本进行准静力循环试验,所有试验样本都显示了其稳定的滞回性能和高频阻尼。提出一个有限元模型并根据试验结果进行验证,使用该模型得到更优滞回响应的管的最佳尺寸。最后提出一个可以预测阻尼器关键性能参数的方程。
2014年06期 v.29;No.186 85页 [查看摘要][在线阅读][下载 59K] [下载次数：38 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 钢板剪力墙(SPSW)双系统的整体性能由内填板张力场和边界框架抗弯矩作用组成。在现有的研究文献中,作为钢板剪力墙的边界的抗弯框架被看作单独的框架(空腹框架)。然而,由于内填墙与边界框架间的相互作用,钢板剪力墙边界框架的实际性能与同样的空腹框架的性能不同。对大量根据规范设计的单层或多层钢板剪力墙及其相应的空腹框架进行数值分析研究:1)内填墙对边界框架性能的影响;2)评估内填墙的有效性。结果显示,内填墙可以显著提升抗弯框架系统在强度、刚度、延性和耗能能力方面的性能,特别是对多层抗弯框架系统而言。钢板剪力墙系统性能优于相应的空腹框架并不只是因为内填墙的作用,还因为墙-架结构相互作用带来的框架性能的提升。
2014年06期 v.29;No.186 85页 [查看摘要][在线阅读][下载 59K] [下载次数：66 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] -
尝试研究受轴压荷载的异形钢管混凝土(CFST)短柱的性能,如三角形、扇形、D形、1/4圆形和半圆形。对总共44个试件进行试验,其中包括钢管混凝土短柱和作为参考的中空钢管混凝土短柱。研究改变钢管壁厚度和内填混凝土对组合柱性能的影响。结果显示,所测试的异形钢管混凝土短柱表现了良好的韧性,组合柱的中部发生了外部局部屈曲。一般来讲,这5种异形试验样本的失效模式与方形钢管混凝土短柱相似。最后,提出一个可以预测异形钢管混凝土横截面强度的简化模型。
2014年06期 v.29;No.186 86页 [查看摘要][在线阅读][下载 73K] [下载次数：87 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]