实干、实践、积累、思考、创新！ Tag: 结构工程博士 结构工程师 伪程序员 结构抗震 地震工程 超限设计 软件定制 环评减振 振动控制 减隔震 施工过程模拟 小品钢结构 有限元研发 参数化设计 大震弹塑性
实干、实践、积累、思考、创新。 （1）对于轧制型钢梁，由于翼缘及腹板的厚度相对较大，一般没有局部稳定问题。焊接板梁则通常需要验算板件的局部稳定。 （2）工字钢翼缘的局部稳定通常通过宽厚比来保证，宽厚比的限值的取值一般根据以下两种方法来确定：a.（等稳定条件）板件的屈曲不早于构件的整体屈曲 b.板件的屈曲临界应力等于材料的屈服应力。 （3）腹板的局部稳定可通过高厚比来保证，当高厚比无法满足要求时或梁顶存在加大局部荷载时，通过设置加劲肋来保证梁的局部稳定性。从这个角度来说，腹板加劲肋是与梁腹板的曲屈相关的，这是腹板加劲肋的第1次出现，此处设置腹板加劲肋是防止腹板的屈曲。 （4）钢梁腹板加劲肋包括：横向加劲肋、纵向加劲肋、短加劲肋、支撑加劲肋。各类加劲肋的设置均有不同的功能及侧重点。横向加劲肋主要用于提高腹板的抗剪曲屈能力，纵向加劲肋主要用于提高腹板的抗弯曲屈能力，短加劲肋则主要用于防止腹板的局压曲屈。支撑加劲肋当然是用于处理存在较大集中荷载的位置，防止腹板出现类似柱的受压曲屈，如支座位置或者存在较大集中荷载的其他位置。 （5）规范中曲屈后强度利用指的是钢梁腹板的曲屈后强度的利用，不是别的其他位置的曲屈后强度利用。那么为何是考虑腹板的曲屈后强度，而不说考虑翼缘板的曲屈后强度利用？又为何钢梁存在考虑腹板屈曲后强度这一说，为何压杆件屈曲没有曲屈后强度利用一说？简单说是因为，四边支承的薄板的屈曲与普通压杆的屈曲特性不同，普通压杆屈曲就破坏了，屈曲荷载通常就是破坏荷载及峰值荷载，而四边支承的薄板屈曲出现了所谓的张力场，屈曲后依然可以继续承载，不至于立刻破坏，除非四边的支承破坏。 （6）考虑腹板曲屈后强度，钢梁的抗剪承载力可以提高，而抗弯承载力呢？而梁的抗弯承载力会有所减少（PS. 为何是这样，可以思考一下）。腹板曲屈后依然可以继续承受更大的荷载，因此，允许腹板屈曲可一定程度充分利用材料。我国钢结构设计规范规定，承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁，宜考虑屈曲后强度进行设计，以节省材料。比如，让梁的翼缘尽量厚一点，充分提高抗弯能力，同时腹板尽量设计得薄一点（高厚比大一点），屈曲也没关系。 （7）对于考虑腹板曲屈后强度进行设计的钢梁，需对梁的各控制截面进行同时考虑抗弯、抗剪的基于屈服面的承载力设计（具体公式可看规范，比较复杂）。当无法满足的时候，需要设置腹板加劲肋，以提高腹板的曲屈后强度。这理腹板加劲肋是第2次出现，这里加劲肋与前面高厚比不满足时候设置加劲肋的概念不太相同。前者设置加劲肋是为了不让钢梁腹板曲屈，后者设置加劲肋是为了提高梁腹板曲屈后的强度，充分发挥腹板屈曲后的材料利用。 （8）对于考虑腹板曲屈后强度设计的梁，在腹板高厚比一定的情况下，设置横向加劲肋和减小横向加劲肋的间距，均可提高腹板的曲屈后抗剪承载能力。横向加劲肋对提高腹板的屈服后抗弯承载力没作用。 。。。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考，坚持创新。 檩条的主要作用 （1）支撑于屋架上，传递屋面荷载到屋架上。 （2）部分檩条兼做屋架侧向支撑作用。 檩条的受力特点： （1）当仅传递屋面荷载时，檩条主要是双向受弯构件 （2）当檩条兼做屋架侧向支撑时，檩条则是压弯构件。但是需要注意的是，让檩条做侧向支撑，必须加斜杆等构件构成平面几何不变体系。 檩条的计算： （1）檩条的荷载包括 屋面重量，檩条自重，雪荷载，施工检修荷载，风荷载，积灰荷载。 （2）檩条截面在屋面坡向刚度较弱，当檩条跨度较大时，尝设置檩条侧向支撑，如拉条等。 （3）通常需要验算 抗弯强度，整体稳定，挠度。实际上建模计算时候，都采用程序计算，抗弯，抗剪，整体稳定，挠度，长细比，抗扭都会算。 其他： 檩条布置间距，主要考虑屋面材料性能及尺寸规格。同时，檩条尽可能布置在屋架上弦杆节点处，使得上弦杆主要受轴向力。 兼做侧向支撑的檩条应该布置在屋架节点处。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
坚持实干、坚持一线、坚持积累、坚持思考，坚持创新。 缀板格构柱通常看成刚架分析，柱分肢看成压弯构件。 缀条格构柱通常按桁架分析，柱分肢只受轴心压力。 以下是6种缀条布置方案及其受力分析。 方案1：不带横缀条的单斜缀条体系。 方案2：带横缀条的单斜缀条体系。 方案3：不带横缀条的双斜缀条体系。 方案4：带横缀条的双斜缀条体系。 方案5：带横缀条，斜缀条朝一个方向倾斜（斜缀条不连续）。 方案6：带横缀条，斜缀以柱中为分界，上下斜缀条方向不同（斜缀条仅在中点不连续）。 从分析结果可见： （1）缀条用truss模拟，即便竖向力在顶部均匀施加到两柱分肢，柱分肢也不可能仅受轴力，同样会受弯矩及剪力。 （2）方案1级方案2相对最简便 （3）方案3是方案1的加强。 （4）方案4是方案3基础上加上横缀条，由于横缀条的影响，在受到竖向力的情况下，柱身压缩，横缀条约束斜缀条的变形，斜缀条产生的额外轴力最大。 （5）方案5在竖向向力下产生的斜向位移最大，不利。 （6）由于方案5、方案6斜缀条是不连续的，由节点受力平衡，在剪力作用下，横缀条必然受力，承担抗剪。 缀条布置 轴力 剪力 弯矩 变形 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 下图构件宽厚比摘自《钢结构设计标准》 GB 50017-2017。 H形截面 箱形截面 T形截面 由图可见，部分截面的宽厚比与长细比有关，部分截面的宽厚比与长细比无关。 其中主要原因是，规范的构件宽厚比限值其实是基于两种情况做出来的。 方法1：基于等稳定条件，即板件的曲屈不先于构件的整体曲屈。 方法2：控制板件的曲屈临界应力等于钢材的屈服点。 对于方法2建立的宽厚比则与长细比无关。对于方法1建立的宽厚比，则与长细比有关。 由于方法1是基于等稳定条件，需要联合整体曲屈控制条件，整体曲屈条件与整体稳定系数有关，而整体稳定系数通常是长细比的函数，因此方法1的宽厚比与长细比有关。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考，坚持创新。 常说的耳板是用于吊装构件用的，耳板焊接在上、下柱端部，施工过程通过连接板连接上下柱两端的耳板，通过螺栓固定，达到临时固定和调直的作用。 固定后，进行焊接等操作。施工完毕后，可以拆除耳板及连接板。 如下图所示。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考，坚持创新。 引弧板：装配在焊接坡口的前端，进行电弧的引弧，防止起始电流太大形成焊接缺陷，也保证焊接成型。 引出板，也叫收弧板：装配在焊接坡口的后端，进行电弧的收弧，避免收弧缺陷，也保证焊接成型。 衬板：装配在焊接坡口的背面，辅助单面焊的成型。水平放的时候又叫垫板，简单说就是用来在焊缝的背面堵住焊缝，然后在前面施焊，不然就焊液就漏出去了。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
实干、实践、积累、思考、创新。 底部固支的H型钢悬臂柱，顶部竖直向下作用轴压力，分析构件的屈曲模态。为了考虑翼缘或腹板的局部屈曲，可采用壳单元进行建模。本例分别采用Midas Gen及Abaqus软件进行模拟。 Midas Gen Model Midas Gen Results （a）一阶屈曲模态（屈曲因子：8.24E+005)（绕工字钢的弱轴） （b）二阶屈曲模态（屈曲因子：1.976E+006）（绕工字钢的强轴） （c）三阶屈曲模态（屈曲因子：1.976E+006）（绕工字钢轴向扭转） Midas2Abaqus Model 为了进行Abaqus分析，采用Midas2Abaqus软件进行模型转换。 Abaqus Model Abaqus Results （a）一阶屈曲模态（屈曲因子：8.26583E+005)（绕工字钢的弱轴） （b）二阶屈曲模态（屈曲因子：1.98061E+006）（绕工字钢的强轴） （c）三阶屈曲模态（屈曲因子：1.976E+006）（绕工字钢轴向扭转） 由以上两个软件分析结果可知，Midas Gen及Abaqus的分析结果基本一致，一阶屈曲模态为绕工字钢的弱轴，二阶屈曲模态为绕工字钢的强轴，三阶屈曲模态为绕工字钢轴向的扭转屈曲。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
漫漫长路，学无止境。钢结构节点现场照片，ABAQUS有限元模拟。
建筑结构常用钢材的设计强度（N/mm2）如下表： 小结： （1）钢材的厚度越大，抗拉、抗压和和抗弯强度越小。 （2）“ GJ ” 代表 高性能建筑结构用钢。 （3）一般主要承重构件，宜选用 Q345钢、Q390钢，一般构件宜选用Q235钢。 （4）主要承重构件，当板材较厚时，选用GJ钢。GJ钢的详细属性可以查看 规范GB/T 19879 ，目前最新版本是 2015。 （5）承重构件所用钢材的质量等级不宜低于 B 级。 主要参考规范： (1) GB/T 19879 建筑结构用钢板; (2) JGJ99 高层建筑民用建筑钢结构技术规程。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号
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