7075-T6高强铝合金受弯构件局部稳定试验研究

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作者 陆欢 王元清 +3 位作者 支新航 范圣刚 陈博珊 欧阳元文 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1245-1254,共10页

为研究结构工程中高强铝合金受弯构件的局部稳定性能,促进高强铝合金的实际应用,本文针对7个7075-T6铝合金工字形截面梁开展了局部稳定试验研究,包括4个弯剪加载试件和3个局部承压试件,并测量了7075-T6铝合金的材料力学性能和试件的初... 为研究结构工程中高强铝合金受弯构件的局部稳定性能,促进高强铝合金的实际应用,本文针对7个7075-T6铝合金工字形截面梁开展了局部稳定试验研究,包括4个弯剪加载试件和3个局部承压试件,并测量了7075-T6铝合金的材料力学性能和试件的初始局部几何缺陷,重点分析了试件的破坏形态、极限承载力、局部屈曲承载力和荷载-跨中竖向位移曲线.试验结果表明:7075-T6铝合金材料平均名义屈服强度可达约497 MPa,试件翼缘与腹板的平均初始局部几何缺陷幅值百分比分别为0.40%和0.10%.试验中4个弯剪加载试件发生弯剪屈曲破坏,形成拉力带;3个局部承压试件发生腹板局部屈曲破坏,腹板出现明显凸起.采用应变反转法确定了构件的局部屈曲荷载,发现构件的截面利用率和屈曲时应力水平均随着腹板高厚比的增大而降低.跨中加劲肋的布置能大幅度提高构件的承载力和延性.同时,根据试验得到的极限承载力结果,对比了现行欧洲规范(EN 1999-1-1:2007 Eurocode 9)、美国规范(Aluminum Design Manual 2020)和中国规范(GB 50429—2007)中设计方法的计算值,3个规范计算值与试验结果的平均比值分别为0.717、0.682和0.498,表明上述规范预测7075-T6高强铝合金工字形截面受弯构件在腹板屈曲情况下试件的极限承载力偏于保守,其中欧洲规范的预测结果更为准确. 展开更多

关键词 高强铝合金 受弯构件 局部稳定性能 试验研究

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某铝合金-预应力钢拉杆组合结构设计和施工监测研究 被引量：1

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作者 刘小蔚 李志强 欧阳元文 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2022年第S02期1335-1339,共5页

南昌保税区主卡口屋盖的建筑造型为不规则的自由曲面,结构形式为铝合金-预应力钢拉杆斜拉单层网壳,下部支承结构为钢结构格构柱和钢筋混凝土剪力墙。从该工程结构的体系设计介绍了选项原则,列出结构设计的主要参数和荷载取值,分析结构... 南昌保税区主卡口屋盖的建筑造型为不规则的自由曲面,结构形式为铝合金-预应力钢拉杆斜拉单层网壳,下部支承结构为钢结构格构柱和钢筋混凝土剪力墙。从该工程结构的体系设计介绍了选项原则,列出结构设计的主要参数和荷载取值,分析结构静力计算结果,表明结构静力受力良好。同时开展了屋盖网壳的非线性整体稳定性能计算,说明了稳定性计算考虑的荷载工况、弹性特征值结果与非线性计算结论,最终计算结果都满足规范要求,结构安全可靠。最后介绍了施工关键技术和施工监测的关键指标以及监测结果,结果表明结构施工过程安全。列出的相应构造与节点设计、计算方法和监测技术可为类似结构提供设计参考。 展开更多

关键词 铝合金结构 预应力钢拉杆 稳定性 节点连接 施工监测

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新型铝合金结构一体化屋面防水性能试验研究

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作者 刘小蔚 尹建 曾煜华 《中国建筑防水》 2021年第6期56-60,共5页

针对非标准、非常规的新型铝合金结构一体化屋面系统,参照相关规范开展了屋面系统的气密性、水密性和抗风压等关键防水性能指标的试验研究,同时通过有限元计算分析屋面铝合金面板受荷载作用下的应力及变形。结果表明,新型铝合金一体化... 针对非标准、非常规的新型铝合金结构一体化屋面系统,参照相关规范开展了屋面系统的气密性、水密性和抗风压等关键防水性能指标的试验研究,同时通过有限元计算分析屋面铝合金面板受荷载作用下的应力及变形。结果表明,新型铝合金一体化屋面系统的“三性”指标满足国内规范要求,表现出优异的防水性能,且有限元模型分析结果与试验现象基本一致,验证了试验的可靠性。 展开更多

关键词 铝合金结构 一体化屋面 气密性 水密性 抗风压

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铝合金箱形-工字形盘式节点整体变形性能试验研究 被引量：8

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作者 王元清 张颖 +1 位作者 张俊光 欧阳元文 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期527-534,共8页

铝合金网壳结构在大跨空间结构中具有广泛的应用前景.南京牛首山佛顶宫大穹顶工程中采用了铝合金网壳结构,其节点包含两种截面杆件,均使用不锈钢环槽铆钉与节点盘进行紧固连接,形成了特殊形式的箱形-工字形盘式节点.为研究铝合金箱形-... 铝合金网壳结构在大跨空间结构中具有广泛的应用前景.南京牛首山佛顶宫大穹顶工程中采用了铝合金网壳结构,其节点包含两种截面杆件,均使用不锈钢环槽铆钉与节点盘进行紧固连接,形成了特殊形式的箱形-工字形盘式节点.为研究铝合金箱形-工字形盘式节点在面外弯矩作用下的传力机理、变形性能、节点刚度、破坏模式和极限承载力,开展了箱形-工字形盘式节点整体试件的静力加载试验,使用有限元软件ABAQUS对试验加载全过程进行了数值模拟,并将试验结果与相同截面铝合金箱形-工字形盘式节点相连对肢节点的试验结果进行对比分析.试验结果表明:南京牛首山佛顶宫大穹顶工程中采用的铝合金箱形-工字形盘式节点为半刚性节点,节点刚度较大,整体延性相对较小;在较大面外弯矩作用下构件的上节点盘发生屈曲变形,试件加载破坏时下节点盘仍处于弹性阶段,杆件连接部位腹板出现明显屈曲变形,杆件与上节点盘连接处发生断裂破坏.足尺有限元模型的数值模拟结果与试验结果吻合较好,具有工程应用可靠性.与相同截面的铝合金箱形-工字形盘式节点相连对肢节点试验结果相比,铝合金箱形-工字形盘式节点6根连接杆件之间的相互作用提高了节点刚度,但在一定程度上降低了节点的延性和抗弯承载力,在设计和使用过程中需进一步加强和改进. 展开更多

关键词 铝合金箱形-工字形盘式节点 变形性能 破坏模式 有限元分析

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7075-T6高强铝合金轴心受压构件局部稳定试验研究 被引量：3

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作者 支新航 王元清 +3 位作者 李贝贝 张颖 范圣刚 欧阳元文 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期745-753,共9页

为研究结构工程中高强铝合金轴心受力构件的局部稳定性能,对7个7075-T6铝合金H型截面短柱开展了轴心受压试验,测量了7075-T6铝合金的材料力学性能和试件的局部几何初始缺陷,分析了试件的破坏形态、局部屈曲承载力、极限承载力.试验结果... 为研究结构工程中高强铝合金轴心受力构件的局部稳定性能,对7个7075-T6铝合金H型截面短柱开展了轴心受压试验,测量了7075-T6铝合金的材料力学性能和试件的局部几何初始缺陷,分析了试件的破坏形态、局部屈曲承载力、极限承载力.试验结果表明,7075-T6铝合金材料平均名义屈服强度达到536 MPa;试件翼缘与腹板的平均局部几何初始缺陷幅值分别为0.29%和0.04%,属于《铝合金建筑型材第1部分:基材》(GB/T 5237.1—2017)中的高精级构件.采用基于板件应变的“应变反转法”与基于板件位移的“N-w^(2)法”确定了构件的局部屈曲荷载,板件宽厚比越大,构件局部屈曲应力与极限应力越小,同时局部屈曲应力与极限应力的比值也越小,说明对于宽厚比大的板件,其局部屈曲后强度提升明显,设计中应予以利用.将构件的极限承载力的试验结果与各国规范计算值进行了对比,现行《铝合金结构设计规范》(GB 50429—2007)和欧洲规范(EN 1999-1-1:2007 Eurocode 9)均采用“有效厚度法”对铝合金板件屈曲后强度进行设计,美国规范(The Aluminum Design Manual 2015)基于全截面计算,通过材料强度折减,以考虑局部屈曲引起的截面承载力的降低.3个规范计算值与试验结果的平均比值分别为0.840、0.824和0.923,表明现行国家规范和欧洲规范均对7075-T6高强铝合金轴压构件的极限承载力的计算偏于保守,美国规范的计算结果更加准确. 展开更多

关键词 高强铝合金 轴压试验 H型截面短柱 局部稳定

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观音圣坛圆通大厅单层斜交异形双曲铝合金结构设计与施工 被引量：5

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作者 欧阳元文 尹建 +1 位作者 刘小蔚 李志强 《施工技术》 CAS 2021年第10期85-88,共4页

观音圣坛圆通大厅为单层斜交异形双曲面铝合金结构,通过力学分析,验证该结构安全性能满足设计与使用要求。该项目结构及装饰围护体系加工生产工艺复杂且困难,介绍了铝合金结构设计过程中的主要设计方法及重点控制指标,详细阐述其加工重... 观音圣坛圆通大厅为单层斜交异形双曲面铝合金结构,通过力学分析,验证该结构安全性能满足设计与使用要求。该项目结构及装饰围护体系加工生产工艺复杂且困难,介绍了铝合金结构设计过程中的主要设计方法及重点控制指标,详细阐述其加工重难点及解决措施,并介绍了预拼装与安装关键技术。 展开更多

关键词 铝合金结构 异形双曲面 防火玻璃 预拼装 施工技术

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铝合金结构与异形装饰围护一体化设计与施工 被引量：2

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作者 欧阳元文 尹建 刘小蔚 《工程建设与设计》 2020年第13期19-21,共3页

本项目铝合金主体结构与5400个尺寸各异的铝板及玻璃组成的异形七面体围护进行了一体化的设计与施工。异形围护与主结构的一体化构造体系保持了建筑与结构的一致性,保证了建筑造型的精致表达,同时兼具装饰围护及防水的功能。论文针对该... 本项目铝合金主体结构与5400个尺寸各异的铝板及玻璃组成的异形七面体围护进行了一体化的设计与施工。异形围护与主结构的一体化构造体系保持了建筑与结构的一致性,保证了建筑造型的精致表达,同时兼具装饰围护及防水的功能。论文针对该一体化系统的设计和施工中碰到的难点及关键技术进行了阐述,以期为类似工程施工提供参考与借鉴。 展开更多

关键词 铝合金结构 异形装饰围护 一体化 七面体 设计与施工

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大跨度铝合金网壳节点半刚性对承载性能的影响 被引量：3

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作者 李志强 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2021年第S01期594-598,共5页

考虑几何非线性并采用理想弹塑性本构模型,针对凯威特型网格布置的单层球面铝合金网壳,分析了强轴方向节点刚度不同时网壳结构的非线性稳定性能。铝合金牌号为工程常用的6061-T6,截面形式为工程常用的H形挤压型材。假设弱轴方向节点理... 考虑几何非线性并采用理想弹塑性本构模型,针对凯威特型网格布置的单层球面铝合金网壳,分析了强轴方向节点刚度不同时网壳结构的非线性稳定性能。铝合金牌号为工程常用的6061-T6,截面形式为工程常用的H形挤压型材。假设弱轴方向节点理想刚接,定义强轴方向节点刚度与杆件线刚度的比值为节点相对刚度并连续变化节点相对刚度,当网壳杆件最大长细比、跨度、矢跨比等参数分别取不同值时,考察铝合金网壳非线性稳定承载力相对于强轴方向节点理想刚接时的下降程度,并总结相关规律。 展开更多

关键词 几何非线性 理想弹塑性 单层球面铝合金网壳 节点刚度 非线性稳定性能

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上海世博会意大利馆采光顶索桁架加固设计与施工 被引量：1

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作者 李志强 刘小蔚 罗晓群 《建筑施工》 2022年第4期680-682,686,共4页

在将上海世博会意大利馆作为永久保留场馆进行改造加固设计时,采光顶索桁架出现焊接节点与索夹节点失效的问题,现场检测发现拉索内力与设计值偏差较大,针对这些问题分别提出解决措施。采用实测拉索内力进行计算复核,确定索桁架的变形仍... 在将上海世博会意大利馆作为永久保留场馆进行改造加固设计时,采光顶索桁架出现焊接节点与索夹节点失效的问题,现场检测发现拉索内力与设计值偏差较大,针对这些问题分别提出解决措施。采用实测拉索内力进行计算复核,确定索桁架的变形仍在可控范围之内。根据现场条件制定补充张拉的施工方案,采用有限元进行张拉模拟,考察张拉过程中的变形与内力,并与监测数据对比。张拉成形后拉索的内力与设计值吻合较好,偏差在可接受范围之内,相关经验可为类似工程提供参考。 展开更多

关键词 索桁架 节点失效 拉索内力 加固设计 补充张拉 施工模拟

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南京牛首山佛顶宫大穹顶铝合金板式节点试验研究及有限元分析 被引量：6

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作者 刘小蔚 欧阳元文 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2020年第11期59-63,共5页

南京牛首山佛顶宫大穹顶为单层铝合金单层网壳,采用铝合金板式节点连接。为直观了解节点受力性能和破坏机理,对杆件高度为550mm的足尺铝合金网格单元试件进行试验研究。结果表明,节点符合"强节点弱构件"的基本要求。在试验的... 南京牛首山佛顶宫大穹顶为单层铝合金单层网壳,采用铝合金板式节点连接。为直观了解节点受力性能和破坏机理,对杆件高度为550mm的足尺铝合金网格单元试件进行试验研究。结果表明,节点符合"强节点弱构件"的基本要求。在试验的基础上,采用ABAQUS及ANSYS软件对铝合金板式节点及铝合金网格单元进行有限元分析,有限元分析结果和试验现象基本一致,验证了有限元模型的合理性与有效性。试验与有限元模拟的对比分析结果表明,本项目采用的铝合金板式节点在设计荷载作用下是安全和可靠的。 展开更多

关键词 南京牛首山佛顶宫 铝合金结构 网格单元 板式节点 试验研究 有限元分析

原文传递

节点刚度对单层球面钢网壳极限承载力的影响 被引量：3

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作者 李志强 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2021年第S01期610-614,共5页

以凯威特型单层球面钢网壳为例,考虑几何非线性和材料非线性,分析了节点刚度不同时网壳结构的极限承载力。定义节点刚度与杆件线刚度的比值为节点相对刚度,定义考虑节点刚度、节点为理想刚接这两种不同情况时的结构极限承载力之比为网... 以凯威特型单层球面钢网壳为例,考虑几何非线性和材料非线性,分析了节点刚度不同时网壳结构的极限承载力。定义节点刚度与杆件线刚度的比值为节点相对刚度,定义考虑节点刚度、节点为理想刚接这两种不同情况时的结构极限承载力之比为网壳结构极限承载力折减系数。当杆件最大长细比、跨度、矢跨比等参数分别取不同值时,变化节点相对刚度,考察网壳结构极限承载力折减系数的变化规律。根据参数分析的结果,提出了节点相对刚度不同时网壳结构极限承载力折减系数的简化计算公式。 展开更多

关键词 单层球面钢网壳 几何非线性 材料非线性 节点刚度 极限承载力

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拉斐尔云廊折板拼接节点设计与分析 被引量：2

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作者 李志强 欧阳元文 尹建 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2021年第S02期380-385,共6页

拉斐尔云廊采用自由曲面单层网壳结构,杆件不在同一个平面上,且相邻杆件在节点位置的竖直平面内存在较大夹角。该项目网壳杆件通过上下两块由钢板拼接而成的节点盘相连,上、下节点盘之间通过直径为180mm的无缝钢管连接成整体。为使得杆... 拉斐尔云廊采用自由曲面单层网壳结构,杆件不在同一个平面上,且相邻杆件在节点位置的竖直平面内存在较大夹角。该项目网壳杆件通过上下两块由钢板拼接而成的节点盘相连,上、下节点盘之间通过直径为180mm的无缝钢管连接成整体。为使得杆件在节点位置光滑过渡,这些构成节点盘的钢板需绕节点盘中心转动与杆件倾角相同的角度,并通过焊接形成折板拼接节点。通过变化节点盘板厚、节点盘折角、杆件应力比等参数考察了该新型节点的受力性能,考虑到节点盘中心受力较为不利,根据有限元分析的结果提出了节点需要加强的界限与设计准则。为改善节点盘受力,提出了整体和局部加厚节点盘的加强措施,并通过有限元分析验证了可行性。 展开更多

关键词 自由曲面 单层网壳 折板拼接节点 折角 加强措施

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