冷彎薄壁型鋼開口三肢拼合立柱軸壓性能試驗(yàn)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(duì)實(shí)際工程中常用的輕鋼立柱墻體足尺試件進(jìn)行了軸心荷載作用下的承載力試驗(yàn)研究,墻體立柱試件分為不帶墻面板(2個(gè)試件)和帶墻面板(1個(gè)試件)兩類。在足尺試件試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,采用有限元分析軟件ansys對(duì)輕鋼立柱不帶墻面板和帶墻面板兩種情況下的承載力進(jìn)行了數(shù)值分析。簡(jiǎn)化分析模型假設(shè)墻板僅對(duì)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(duì)立柱承載力的影響,并將計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)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(qiáng)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(qiáng)度(fy=550mpa)使得此類構(gòu)件有較高的承載能力,但在目前我國(guó)的冷彎薄壁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中沒有對(duì)這類高強(qiáng)材料的計(jì)算、設(shè)計(jì)方法。通過比較中國(guó)規(guī)范、澳大利亞相應(yīng)規(guī)范和試驗(yàn)研究結(jié)果,探討軸壓立柱計(jì)算方法中的問題。

對(duì)冷彎薄壁c型鋼軸壓短柱的受力性能和破壞模式進(jìn)行了試驗(yàn)研究.設(shè)計(jì)的截面形式為用節(jié)點(diǎn)板和螺栓連接的雙肢背對(duì)背c型鋼,試件共7個(gè),并對(duì)其進(jìn)行了軸壓承載力試驗(yàn).研究了該短柱在軸向壓力作用下c型鋼型號(hào)(翼緣寬厚比)、節(jié)點(diǎn)板厚度和節(jié)點(diǎn)板間距對(duì)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(duì)冷彎薄壁型鋼四肢拼合截面立柱的軸壓性能試驗(yàn)試件進(jìn)行模擬分析,驗(yàn)證有限元方法正確性的基礎(chǔ)上,對(duì)考慮長(zhǎng)細(xì)比、截面翼緣寬厚比等因素的一系列試件進(jìn)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(qiáng)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(jì)方法:有效計(jì)算長(zhǎng)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(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)折減的情況下,當(dāng)長(zhǎng)細(xì)比小于50時(shí),各規(guī)范公式計(jì)算值均略低于試驗(yàn)值和有限元值,吻合較好,當(dāng)長(zhǎng)細(xì)比大于50時(shí),公式計(jì)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(duì)其進(jìn)行模擬,然后對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比,最終表明:隨著偏心距增大,構(gòu)件承載力降低,且當(dāng)構(gòu)件繞強(qiáng)軸偏心受壓,偏心距在一定范圍內(nèi)時(shí),承載力下降不明顯,當(dāng)構(gòu)件繞弱軸偏心受壓時(shí),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(dāng)構(gòu)件繞弱軸偏心受壓時(shí),剛度下降比構(gòu)件繞強(qiáng)軸偏心受壓時(shí)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(jìn)而引起附加的初始幾何缺陷。對(duì)10個(gè)切割而成的c形冷彎薄壁型鋼短柱進(jìn)行了軸壓試驗(yàn),并根據(jù)gb500182002計(jì)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(jì)算值的83%～89%。

冷彎薄壁型鋼-osb板樓蓋的試驗(yàn)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(duì)其進(jìn)行了足尺靜力試驗(yàn)，得出了受力性能的一般規(guī)律．試驗(yàn)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(duì)各國(guó)有關(guān)冷彎薄壁型鋼拼合截面柱的軸壓試驗(yàn)進(jìn)行了ansys有限元模擬分析,有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好,從而驗(yàn)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(zhǎng)細(xì)比對(duì)冷彎薄壁型鋼拼合截面柱拼合效應(yīng)的影響,提出了冷彎薄壁型鋼拼合截面柱軸壓承載力的簡(jiǎn)化計(jì)算方法。分析結(jié)果表明:隨著長(zhǎng)細(xì)比的增大,拼合截面柱的拼合效應(yīng)隨之增大。對(duì)于主要通過螺釘將腹板進(jìn)行拼合的構(gòu)件,當(dāng)翼緣寬厚比一定時(shí),隨著截面寬高比的增大,腹板拼合的整體性增強(qiáng),從而使拼合效應(yīng)增大,而截面面積的改變對(duì)拼合效應(yīng)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(duì)其進(jìn)行了足尺靜力試驗(yàn),得出了受力性能的一般規(guī)律.試驗(yàn)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(duì)10根550mpa高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼墻體骨架立柱的足尺軸壓試驗(yàn),得到立柱的極限承載力和破壞模式,并在試驗(yàn)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(yàn)充分驗(yàn)證的情況下,對(duì)高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼墻體骨架立柱進(jìn)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(gè)螺釘連接立柱與導(dǎo)軌、導(dǎo)軌厚度和屈服強(qiáng)度的變化以及改變墻體骨架立柱間距均對(duì)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(duì)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(yàn)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(zhǎng)細(xì)比、腹板寬厚比對(duì)拼合柱的極限承載力影響。分析結(jié)果表明:長(zhǎng)細(xì)比對(duì)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(zhǎng)細(xì)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(duì)相同長(zhǎng)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(zhǎng)度相同時(shí),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(yàn)全過程。根據(jù)試驗(yàn)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(yàn)值及破壞模式。依據(jù)各國(guó)規(guī)范及相關(guān)文獻(xiàn),結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù),驗(yàn)證中國(guó)規(guī)范gb50018—2002及美國(guó)aisi規(guī)范對(duì)于計(jì)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(duì)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(yàn)破壞的幾個(gè)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(duì)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(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)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(yīng)",并給出能反映"群體折減效應(yīng)"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(duì)550mpa高強(qiáng)冷彎薄壁型鋼帽型截面搭接式連續(xù)檁條受力性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。27根試件的試驗(yàn)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(fù)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(qiáng)鋼材強(qiáng)度折減系數(shù)γ的基礎(chǔ)上,根據(jù)試驗(yàn)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(jì)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(jìn)行一個(gè)三層足尺模型的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn),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(dòng)力特性、地震反應(yīng)、破壞機(jī)理等,并對(duì)其抗震性能進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果表明:結(jié)構(gòu)在振動(dòng)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(shí),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(yàn)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(yīng)保證接縫和邊角處自攻螺釘?shù)氖┕べ|(zhì)量,抗拔件應(yīng)采取有效的防松措施。對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震能力進(jìn)行初步評(píng)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(chǔ)備。

冷彎薄壁型鋼P(yáng)PT課件

冷彎薄壁型鋼分解

冷彎薄壁型鋼資料

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(zhǎng)細(xì)比有著密切的關(guān)系,通過理論推導(dǎo)及對(duì)不同長(zhǎng)細(xì)比構(gòu)件的數(shù)值計(jì)算發(fā)現(xiàn),當(dāng)構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比λ小于60,而綴板數(shù)量達(dá)到3塊時(shí),構(gòu)件承載能力提高幅度趨于穩(wěn)定;當(dāng)λ大于60時(shí),綴板數(shù)量則需要達(dá)到5～6塊。同時(shí),為了方便工程設(shè)計(jì)使用,提出利用熟知的彎曲失穩(wěn)計(jì)算公式的形式,來計(jì)算彎扭失穩(wěn)構(gòu)件的計(jì)算方法,并列表顯示出兩者之間的數(shù)值關(guān)系。