冷彎薄壁型鋼開口三肢拼合立柱軸壓性能試驗研究

輕鋼立柱墻體是冷彎薄壁型鋼低層住宅體系中一種新型的墻體形式,對實際工程中常用的輕鋼立柱墻體足尺試件進行了軸心荷載作用下的承載力試驗研究,墻體立柱試件分為不帶墻面板(2個試件)和帶墻面板(1個試件)兩類。在足尺試件試驗研究的基礎(chǔ)上,采用有限元分析軟件ansys對輕鋼立柱不帶墻面板和帶墻面板兩種情況下的承載力進行了數(shù)值分析。簡化分析模型假設(shè)墻板僅對立柱沿墻面方向側(cè)移和截面扭轉(zhuǎn)起支撐作用,考慮墻板參數(shù)變化對立柱承載力的影響,并將計算結(jié)果與試驗結(jié)果進行了比較。分析結(jié)果表明,考慮墻板的支撐作用能顯著地提高立柱的承載能力。

冷彎薄壁型鋼

冷彎薄壁型鋼

高強冷彎薄壁型鋼龍骨式結(jié)構(gòu)是一種新型結(jié)構(gòu)形式,主要適用于3層及3層以下的建筑。材料較高的屈服強度(fy=550mpa)使得此類構(gòu)件有較高的承載能力,但在目前我國的冷彎薄壁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中沒有對這類高強材料的計算、設(shè)計方法。通過比較中國規(guī)范、澳大利亞相應規(guī)范和試驗研究結(jié)果,探討軸壓立柱計算方法中的問題。

對冷彎薄壁c型鋼軸壓短柱的受力性能和破壞模式進行了試驗研究.設(shè)計的截面形式為用節(jié)點板和螺栓連接的雙肢背對背c型鋼,試件共7個,并對其進行了軸壓承載力試驗.研究了該短柱在軸向壓力作用下c型鋼型號(翼緣寬厚比)、節(jié)點板厚度和節(jié)點板間距對短柱受力性能的影響.

建立了考慮材料、幾何和接觸非線性的有限元模型,在對冷彎薄壁型鋼四肢拼合截面立柱的軸壓性能試驗試件進行模擬分析,驗證有限元方法正確性的基礎(chǔ)上,對考慮長細比、截面翼緣寬厚比等因素的一系列試件進行了數(shù)值分析,并得到其軸壓承載力。在相關(guān)規(guī)范"有效寬度法"和"直接強度法"的基礎(chǔ)上,提出了冷彎薄壁型鋼四肢拼合截面立柱軸壓承載力的設(shè)計方法:有效計算長度法和修正系數(shù)法。研究結(jié)果表明:試件最終破壞均呈現(xiàn)局部屈曲和畸變屈曲的破壞模式;在未考慮計算長度系數(shù)折減的情況下,當長細比小于50時,各規(guī)范公式計算值均略低于試驗值和有限元值,吻合較好,當長細比大于50時,公式計算結(jié)果過于保守。

冷彎薄壁型鋼雙肢抱合箱形拼合截面柱在冷彎薄壁型鋼住宅結(jié)構(gòu)中常常處于偏心受壓狀態(tài),為研究偏心距和偏心方向?qū)ζ春现休d力的影響,利用abaqus有限元軟件對其進行模擬,然后對計算結(jié)果進行分析對比,最終表明:隨著偏心距增大,構(gòu)件承載力降低,且當構(gòu)件繞強軸偏心受壓,偏心距在一定范圍內(nèi)時,承載力下降不明顯,當構(gòu)件繞弱軸偏心受壓時,承載力隨著偏心距增大而迅速降低;隨著偏心距加大,構(gòu)件剛度越小,且當構(gòu)件繞弱軸偏心受壓時,剛度下降比構(gòu)件繞強軸偏心受壓時快。

把輥軋成型的c形冷彎薄壁型鋼構(gòu)件切割成若干短柱,在短柱中將產(chǎn)生不同程度的歪曲變形,進而引起附加的初始幾何缺陷。對10個切割而成的c形冷彎薄壁型鋼短柱進行了軸壓試驗,并根據(jù)gb500182002計算了短柱的軸壓承載力。結(jié)果表明切割短柱在軸壓力作用下,兩翼緣為內(nèi)收的歪曲破壞,腹板為局部屈曲破壞模式,短柱極限承載力僅為規(guī)范計算值的83%～89%。

冷彎薄壁型鋼-osb板樓蓋的試驗研究——為研究冷彎薄壁型鋼-osb板組合樓蓋的承載力和延性性能，對其進行了足尺靜力試驗，得出了受力性能的一般規(guī)律．試驗結(jié)果表明，用自攻螺釘連接的卷邊c型鋼和osb板能夠共同工作，并具有較高的承載力和較好的廷性性能，能夠滿足...

為了研究冷彎薄壁型鋼拼合截面柱的軸壓承載力,對各國有關(guān)冷彎薄壁型鋼拼合截面柱的軸壓試驗進行了ansys有限元模擬分析,有限元計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合良好,從而驗證了有限元方法的正確性。采用有限元方法分析了構(gòu)件截面形式、截面尺寸以及長細比對冷彎薄壁型鋼拼合截面柱拼合效應的影響,提出了冷彎薄壁型鋼拼合截面柱軸壓承載力的簡化計算方法。分析結(jié)果表明:隨著長細比的增大,拼合截面柱的拼合效應隨之增大。對于主要通過螺釘將腹板進行拼合的構(gòu)件,當翼緣寬厚比一定時,隨著截面寬高比的增大,腹板拼合的整體性增強,從而使拼合效應增大,而截面面積的改變對拼合效應的影響則不是很明顯。

為研究冷彎薄壁型鋼—osb板組合樓蓋的承載力和延性性能,對其進行了足尺靜力試驗,得出了受力性能的一般規(guī)律.試驗結(jié)果表明,用自攻螺釘連接的卷邊c型鋼和osb板能夠共同工作,并具有較高的承載力和較好的延性性能,能夠滿足多層輕鋼住宅的樓面承載力要求.

通過對10根550mpa高強冷彎薄壁型鋼墻體骨架立柱的足尺軸壓試驗,得到立柱的極限承載力和破壞模式,并在試驗的基礎(chǔ)上建立墻體骨架立柱有限元分析模型。在有限元分析模型的正確性得到試驗充分驗證的情況下,對高強冷彎薄壁型鋼墻體骨架立柱進行參數(shù)分析,分析結(jié)果表明:自攻螺釘直徑的變化、采用兩個螺釘連接立柱與導軌、導軌厚度和屈服強度的變化以及改變墻體骨架立柱間距均對墻體骨架立柱的軸壓承載力沒有顯著影響;在墻體骨架兩側(cè)設(shè)置柔性拉條對立柱軸壓承載力的提高很有幫助,拉條間距小于1/4柱高后承載力提高幅度不大。

壁厚2mm以下冷彎薄壁型鋼受彎構(gòu)件性能試驗研究

利用abaqus有限元軟件建立的有限元模型考慮了材料、接觸非線性和幾何缺陷等因素,分析了試件長細比、腹板寬厚比對拼合柱的極限承載力影響。分析結(jié)果表明:長細比對冷彎薄壁型鋼四肢雙箱形的軸壓極限承載力有較大影響,隨拼合柱長細比的增加,拼合柱極限承載力逐漸降低;由不同板材厚度引起試件腹板寬厚比的不同對相同長度試件的極限承載力以及剛度有較大影響;板材厚度和試件長度相同時,試件腹板高度從92mm增加到143mm,試件的極限承載力變化不大。

介紹單顆自攻螺釘連接件和多顆自攻螺釘連接件的試件制作、加載裝置及它們抗剪承載力的試驗全過程。根據(jù)試驗過程和破壞現(xiàn)象,總結(jié)不同試件的荷載變形曲線、抗剪承載力試驗值及破壞模式。依據(jù)各國規(guī)范及相關(guān)文獻,結(jié)合試驗數(shù)據(jù),驗證中國規(guī)范gb50018—2002及美國aisi規(guī)范對于計算單顆螺釘抗剪承載力的可行性及可靠性。通過探討不同母材厚度、不同螺釘數(shù)目、不同螺釘排列方式及不同螺釘間距對自攻螺釘連接抗剪承載力的影響,總結(jié)得到自攻螺釘連接抗剪試驗破壞的幾個階段、主要破壞模式和影響因素:(1)螺釘數(shù)目及間距是影響自攻螺釘連接抗剪性能的最主要因素;(2)螺釘排列方式對連接的抗剪性能影響較小;(3)在某些破壞模式下,母材厚度也是影響連接件抗剪性能的主要因素之一。通過對試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,發(fā)現(xiàn)自攻螺釘群的抗剪承載力具有"群體折減效應",并給出能反映"群體折減效應"的螺釘群效率系數(shù)的分布范圍,發(fā)現(xiàn)螺釘間距及數(shù)目也是影響效率系數(shù)的主要因素。

對550mpa高強冷彎薄壁型鋼帽型截面搭接式連續(xù)檁條受力性能進行了試驗研究。27根試件的試驗結(jié)果表明,搭接式連續(xù)檁條的承載力與搭接部分剛度、截面內(nèi)力、有效截面模量等因素有關(guān),因此,負彎矩作用下的中間支座搭接端部變截面處和正彎矩最大的跨中截面都有可能成為構(gòu)件承載力的控制截面。在確定高強鋼材強度折減系數(shù)γ的基礎(chǔ)上,根據(jù)試驗結(jié)果確定出各組試件合適的搭接段剛度系數(shù)β和承載力計算公式。

冷彎薄壁型鋼ppt

為考察低層冷彎薄壁型鋼房屋的抗震性能,進行一個三層足尺模型的振動臺試驗,得到低層冷彎薄壁型鋼房屋結(jié)構(gòu)在水平地震作用下的動力特性、地震反應、破壞機理等,并對其抗震性能進行評估。結(jié)果表明:結(jié)構(gòu)在振動過程中表現(xiàn)為局部破壞,墻體骨架基本完好;結(jié)構(gòu)呈剪切型變形形式;9度抗震設(shè)防時,多遇地震下結(jié)構(gòu)最大彈性層間位移角為1/934,罕遇地震下結(jié)構(gòu)最大彈塑性層間位移角為1/52,滿足抗震規(guī)范關(guān)于抗震變形驗算的相關(guān)規(guī)定;該房屋體系抗側(cè)力的關(guān)鍵在于墻板的蒙皮作用和抗拔件的抗傾覆作用,因此應保證接縫和邊角處自攻螺釘?shù)氖┕べ|(zhì)量,抗拔件應采取有效的防松措施。對結(jié)構(gòu)的抗震能力進行初步評估,表明該房屋在9度多遇地震下的墻體剪力均小于其抗剪承載能力,且具有較高的安全儲備。

在開口冷彎薄壁型鋼構(gòu)件沿開口方向上布置一定數(shù)量的綴板,能有效阻止開口截面的翹曲變形,可以有效地提高構(gòu)件承載力。合適的綴板數(shù)量與構(gòu)件長細比有著密切的關(guān)系,通過理論推導及對不同長細比構(gòu)件的數(shù)值計算發(fā)現(xiàn),當構(gòu)件長細比λ小于60,而綴板數(shù)量達到3塊時,構(gòu)件承載能力提高幅度趨于穩(wěn)定;當λ大于60時,綴板數(shù)量則需要達到5～6塊。同時,為了方便工程設(shè)計使用,提出利用熟知的彎曲失穩(wěn)計算公式的形式,來計算彎扭失穩(wěn)構(gòu)件的計算方法,并列表顯示出兩者之間的數(shù)值關(guān)系。

冷彎薄壁型鋼是一種輕型材料,由于具有卓越的結(jié)構(gòu)性能和延性而廣泛地運用于房屋建筑.為了推廣這種材料.本文作者通過多個政府基金會及英國、香港的鋼結(jié)構(gòu)制造商及供應商的資助,對冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)進行了一系列的科技研究和產(chǎn)品開發(fā)。本文旨在對這些研究項目及主要成果進行介紹

由冷彎薄壁型鋼組成的受壓板組體系中,某一薄弱板件先發(fā)生屈曲時,將受到相鄰板件的約束而延緩板組整體屈曲的發(fā)生,或促使交界板件提前屈曲。國外20世紀七八十年代對這一現(xiàn)象首先進行了研究,成果在各國鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中有所體現(xiàn)；國內(nèi)九十年代也開始涉及這一領(lǐng)域,相應研究被我國相關(guān)規(guī)范采納。對國內(nèi)外板組效應研究進行了綜述,并對未來組合截面局部板組屈曲研究方向進行了展望。

低層冷彎薄壁型鋼房屋振動臺試驗及有限元分析——為研究低層冷彎薄壁型鋼房屋在地震作用下的動力特性，對一個原大的三層冷彎薄壁型鋼房屋模型進行了振動臺模擬地震試驗；根據(jù)試驗結(jié)果分析了該結(jié)構(gòu)體系在地震作用下的破壞特征和動力特性，應用有限元分析程序建立...