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增进钢结构景观亭钢结构强度的若干研究
- 2021-11-09-

  据悉,钢结构景观亭中所用的钢结构本身材料强度高,构件的截面比较开展以及线刚度小,很容易发生失稳,失稳不仅使钢构件变形过大,而且常常导致结构的整体破坏。如何保证结构和构件的稳定性,是结构设计中不可忽视的问题,而结构稳定分析的理论性过强,不容易被工程人员掌握和应用,有必要将其简化,这样利于越好的应用于实际工程设计中以及方便相关理论的研究和参考。

  有研究通过推导碳纤维加强前后不同截面形式的完善景观亭钢构件限度承载力表达式,给出压弯钢构件理论解析解,比较碳纤维加强前后压弯钢构件的限度承载力,中央截面位移及弹性高度,受拉侧应力和受拉屈服高度结果,探讨碳纤维对钢构件限度承载力的加强成果。

  结果表明,无论碳纤维加强与否,当两端弯矩逐渐增大时,构件的限度承载力下降,构件中点挠度增加,中央截面弹性核减少,相应的截面屈服区加大;将碳纤维加强前后的钢结构景观亭钢构件失稳计算结果进行对比,我们发现钢构件粘贴纤维后,限度承载力有较大提高,特别是对于承受弯矩较大的压弯构件,其提高幅度更大∶碳纤维基本上不影响构件的刚度,而只影响构件的稳定性。通过数值模拟,发现数值解与理论解吻合比较好,说明这种方法对碳纤维加强加固钢构件的理论研究具有很好的参考价值。

  还有研究利用有限元软件模拟了两端简支具有残余应力的碳纤维加强压弯H型钢构件的失稳问题。结果发现构件截面形状及成因不同使得钢构件所产生的残余应力模式也不同。不同的残余应力模式也会使得构件承载能力发生变化;无论碳纤维加强与否,H型钢构件在给定的残余应力模式下,当钢结构景观亭钢构件两端弯矩较小时,残余应力基本上都会降低钢构件限度承载力,而弯矩较大时,残余应力的存在使得景观亭钢构件限度承载力要比完善钢构件略有提高。

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