摘要：近日，西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院鋼結(jié)構(gòu)科研團(tuán)隊(duì)田煒烽、郝際平、鐘煒輝老師發(fā)表在國際著名期刊Journal of Constructional Steel Re
近日，西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院鋼結(jié)構(gòu)科研團(tuán)隊(duì)田煒烽、郝際平、鐘煒輝老師發(fā)表在國際著名期刊Journal of Constructional Steel Research上的論文“Buckling of stepped columns considering the interaction effect among columns”被加拿大科技媒體Advances in Engineering（AIE）遴選為關(guān)鍵科學(xué)文章（Key Scientific Article），并通過其官網(wǎng)以及Facebook、Twitter、LinkedIn等平臺(tái)進(jìn)行了專題報(bào)道。田煒烽老師為該論文的第一作者和通訊作者，郝際平教授和鐘煒輝教授分別為第二和第三作者。
本次被報(bào)道的成果屬于鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定領(lǐng)域，在帶有階形柱的復(fù)雜鋼框架的穩(wěn)定問題研究上取得了突破。階形柱是工業(yè)和民用鋼結(jié)構(gòu)建筑中常見的基本構(gòu)件，研究歷史悠久，最早可追溯到上世紀(jì)30年代俄國科學(xué)家鐵木辛柯對(duì)單階懸臂柱的屈曲分析，我國最早期的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TJ17-74）已包含了階形柱穩(wěn)定計(jì)算的內(nèi)容。由于截面變化以及柱中力的影響，階形柱的柱間相互作用機(jī)理復(fù)雜，尤其是對(duì)于多跨框架以及由階形柱與等截面柱組成的復(fù)雜框架，柱間相互作用的影響更為顯著且復(fù)雜，多年來國際上一直未能找到準(zhǔn)確的計(jì)算辦法，我國最新的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50017-2017）仍沿用了1988年版《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TJ17-88）所給出的未能有效考慮該作用的穩(wěn)定設(shè)計(jì)方法。
針對(duì)該問題，研究小組利用等截面壓桿的位移轉(zhuǎn)角方程推導(dǎo)了階形壓桿的剛度矩陣，得到了軸力對(duì)階形壓桿剛度削弱的表達(dá)式，基于層失穩(wěn)的概念推導(dǎo)得到了考慮柱間相互作用影響的階形柱的計(jì)算長度系數(shù)計(jì)算式、框架的二階效應(yīng)計(jì)算式，構(gòu)建了穩(wěn)定校核相關(guān)公式，建立了整套的穩(wěn)定設(shè)計(jì)方法。研究表明，所提出的方法廣泛適用于階形柱框架、階形柱與等截面柱組成的多跨框架、山型門式框架以及柱高不相等的復(fù)雜情況，具有很高的計(jì)算精度和普遍適用性。該項(xiàng)成果首次從數(shù)學(xué)上闡明了階形柱柱間相互作用的力學(xué)機(jī)理，完善了鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定經(jīng)典理論體系，被論文審稿人和AIE認(rèn)為具有很高的理論價(jià)值和工程應(yīng)用價(jià)值。
AIE是一個(gè)2005年在加拿大成立的非營利性學(xué)術(shù)平臺(tái)，其主要目的是及時(shí)快速地報(bào)道工程領(lǐng)域的重要科學(xué)研究成果和創(chuàng)新技術(shù)，被AIE報(bào)道的論文需要具有特殊的科學(xué)重要性和技術(shù)創(chuàng)新性。AIE主要面向工程科技領(lǐng)域的科學(xué)家、工程師及大學(xué)師生，擁有較廣泛的讀者群和較大的影響力，每月的閱讀量已達(dá)85萬次。AIE每周由其委員會(huì)篩選出20篇左右的優(yōu)秀論文進(jìn)行特別報(bào)道，研究方向包括材料、化學(xué)、電氣、機(jī)械、納米技術(shù)、土木以及通用工程(航空航天、通信、計(jì)算機(jī))，入選率為以上領(lǐng)域發(fā)表論文總數(shù)的1‰以內(nèi)。
AIE報(bào)道鏈接：advanceseng.com/buckling-stepped-columns-considering-interaction-effects-amongst-columns/
論文鏈接：doi.org/10.1016/j.jcsr.2020.106416
文字、圖片：西安建筑科技大學(xué)土木學(xué)院
