《钢结构基本原理》教学中的几点思考

来源 :中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届(ASSF-2010)学术交流会暨教学研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hulielie310
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《钢结构基本原理》课程是高校土木工程专业的必修专业基础课,本文根据作者在《钢结构基本原理》课程教学实践中遇到的一些问题,从教学内容、教学方法、实践教育和能力培养等方面,对这些问题进行分析并提出了如何选取和编排教学内容、提高教材和教学要求的相符度和传统知识与计算机辅助设计相结的一些针对性思考和建议。
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节能复合墙板是由两块钢筋混凝土面板和聚苯板芯层通过斜向钢丝可靠连接而成的复合板,具有抗弯刚度大、承载力高、自重轻和节能保温等特点,广泛应用于钢结构住宅。为研究斜向钢丝的布置对复合墙板抗弯承载力和振动模态的影响,本文分别对足尺平面钢丝桁架复合墙板和CL(compositelight-Weight)空间网架墙板进行了抗弯承载力和振动特性的试验研究,结果得出平面钢丝桁架复合墙板的极限抗弯承载力和一阶以上
对高强钢Q345制成的20根刻痕杆进行了常温拉伸断裂试验,研究了刻弧半径r和刻痕深度(d/D)对高应力三维度下高强钢断裂模式的影响。试验结果表明:初始裂纹形成于刻痕杆截面心部,宏观断裂于刻痕薄弱截面,断口有大量韧窝,断面外边缘有较明显的剪切痕迹。刻弧半径r较小且刻痕较深(d/D较小)的试件,断裂延性较差,但断裂强度略高。
本文基于某600kW风力发电机组参数,建立了两种有限元模型:一是包含叶轮、机舱、塔架的模型;二是不考虑叶轮和机舱的质量、刚度分布,将它们作为集中质量加在塔架顶端。模态分析的结果表明,模型二比模型一基础周期减小约7%,一阶振型几乎相同,而二阶振型差别显著。反应谱分析的结果表明,模型二的地震响应与模型一非常接近,具有较好的精度,但模型二低估了塔架从中部到项部的弯矩,并且模型二无法计算叶片的地震响应。
为模拟建筑用铸钢应力应变关系曲线,对标准试件进行拉伸试验,采用常用弹颦性模型、幂函数模型和Ramberg-Osgood模型进行模拟,采用最小二乘法获得相关参数,并与试验曲线进行对比,给出模拟的一般表达式,为进行非线性分析提供参考。以上三种模型均可对建筑用铸钢应力应变曲线进行模拟:对于有明显屈服点的钢材,常用弹塑性模型模拟较好;对于无明显屈服点或分析时可忽略屈服平台的钢材,幂函数模型模拟效果较好。
考虑钢材多个热物理参数的非线性以及热传递的非线性,利用有限元分析软件MSC.Marc通过对单元面与面之间的辐射传热模拟,对不同火灾场景下的一种环向预应力钢屋盖的热响应进行了数值分析。通过讨论火源位置、建筑高度、火灾持续时间对结构温度分布的影响,得到结构温度场的分布云图和随时间的变化曲线。
受弯扭作用的钢梁正应力包含弯曲正应力和翘曲正应力。综合有关文献资料,针对不同边界条件的横向均布荷载作用下受弯扭作用的钢梁,从实用角度出发,分析并验算其弯扭正应力。理论公式计算与ANSYS有限元程序分析吻合较好,其结果可供工程设计人员参考。
外加强环式节点在钢管混凝土结构中得到广泛使用,环板的应力分布规律对于节点的正确设计及施工均有很大的影响。对常用的两种加强环节点进行有限元模拟,通过改变加载方式和环板尺寸,对环板的应力分布规律及危险断面发展规律进行了研究。分析得到以下结论:(1)两种节点的高应力塑性区都不是在梁端出现,而是在环板范围内,这一现象并不因为环板尺寸改变而有不同;(2)同心圆弧型节点环板应力分布与已有的试验结论相符,即无论
剪力钉的剪切刚度是钢-混凝土结构设计和计算中的一个重要参数,一般通过分析剪力钉模型试验的实测结果得到。剪力钉的剪切刚度是个综合且复杂的鼍,缺乏统一的取值标准和计算方法。本文根据剪力钉推出试验的测试结果,综合国外相关规范条文和相关学者推荐的计算方法,分析得到θ22×200mm剪力钉在界面无摩擦纯剪受力下的剪切刚度值,并对相关影响因素进行讨论。
本文针对我国目前刚架柱近似设计方法的局限性,通过数值分析和有限元两种方法对单层单跨无侧移刚架柱在主弯矩作用下的计算长度系数进行分析讨论。并对分析结果与当前规范的设计方法进行了比较,得出了一些建设性的结论,为钢框架的合理设计与分析提供参考建议。
本文介绍了国内首个自主设计、建造的采用烟塔合一技术的三河电厂二期排烟冷却塔工程在筒壁高位预留烟道大孔洞施工时带来的技术难题,加固设计方案,设计要求和设计过程。对今后该类工程的施工有借鉴意义。