冷彎型鋼骨架帶交叉支撐墻體抗剪性能計(jì)算方法

冷彎型鋼骨架墻體抗剪性能研究 ＊ 郭　鵬 1,2 　何保康 3 　沈順高 2 (1.清華大學(xué),北京　100084;2.中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,北京　100120; 3.西安建筑科技大學(xué),西安　710055) 　　摘　要:在冷彎型鋼骨架墻體抗剪模型得到試驗(yàn)充分驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,對影響墻體抗剪性能的8個(gè)因素進(jìn) 行了有限元參數(shù)分析。分析結(jié)果表明:墻體骨架壁厚、骨架屈服強(qiáng)度、立柱截面大小、豎向荷載大小的變化及 一定范圍內(nèi)墻體高度的變化對墻體抗剪承載力影響不大;增加墻面板厚度可以有效地提高墻體抗剪承載力; 在墻體尺寸等不變的情況下,立柱間距的減小有助于墻體抗剪承載力的提高;墻面板采用帶肋鋼板代替平鋼 板,在墻體抗剪承載力、墻板平面外鼓出量上均有很大的改進(jìn),并且隨著肋高的增加,其抗剪承載力增加,

在冷彎型鋼骨架墻體抗剪模型得到試驗(yàn)充分驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,對影響墻體抗剪性能的8個(gè)因素進(jìn)行了有限元參數(shù)分析。分析結(jié)果表明:墻體骨架壁厚、骨架屈服強(qiáng)度、立柱截面大小、豎向荷載大小的變化及一定范圍內(nèi)墻體高度的變化對墻體抗剪承載力影響不大;增加墻面板厚度可以有效地提高墻體抗剪承載力;在墻體尺寸等不變的情況下,立柱間距的減小有助于墻體抗剪承載力的提高;墻面板采用帶肋鋼板代替平鋼板,在墻體抗剪承載力、墻板平面外鼓出量上均有很大的改進(jìn),并且隨著肋高的增加,其抗剪承載力增加,墻板平面外鼓出量減小。

對550mpac型冷彎型鋼立柱、550mpa帶肋鋼板和石膏板組成的高強(qiáng)冷彎型鋼骨架墻體進(jìn)行了16塊足尺試件(寬2.4m,高3m)的抗剪試驗(yàn)研究。對帶肋鋼板+石膏板雙面板、單面帶肋鋼板、單面石膏板和雙面無板帶交叉扁鋼拉條支撐4類墻體試件進(jìn)行了無豎向力水平單調(diào)加載、無豎向力水平低周反復(fù)加載和有豎向力水平低周反復(fù)加載的試驗(yàn),得到了各類墻體試件的受剪承載力指標(biāo)和位移延性系數(shù)μ等性能指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果表明:各類墻體單調(diào)加載試件抗剪強(qiáng)度均比反復(fù)加載試件高;單面石膏板墻體試件與0.8倍的單面帶肋鋼板墻體試件的承載力指標(biāo)之和與雙面板墻體試件承載力指標(biāo)接近;雙面無板帶交叉扁鋼拉條支撐墻體試件抗剪強(qiáng)度是雙面板墻體試件的60%~67%;雙面板墻體試件延性系數(shù)在1.731~2.384之間。

為了獲得冷彎型鋼骨架墻體最大受剪承載力實(shí)用計(jì)算公式,提出了墻體在水平力作用下的兩種可能破壞模式,即邊立柱在抗拔連接件處的凈截面破壞和墻體周邊或墻板拼縫處大多數(shù)自攻螺釘連接破壞。根據(jù)墻體破壞模式提出了相應(yīng)的最大受剪承載力計(jì)算模型,并結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)和有限元結(jié)果,得到了單面覆石膏板墻體、單面覆osb板墻體和單面覆帶肋鋼板墻體最大受剪承載力實(shí)用計(jì)算公式,公式計(jì)算結(jié)果同試驗(yàn)、有限元分析結(jié)果吻合較好。最后,給出了冷彎型鋼骨架墻體受剪承載力實(shí)用計(jì)算公式應(yīng)用算例,以供設(shè)計(jì)參考。

對18根550mpa高強(qiáng)冷彎型鋼骨架墻體立柱進(jìn)行了足尺軸壓試驗(yàn)研究,其中,雙面覆板(帶肋鋼板+石膏板)墻體立柱6根,單面覆帶肋鋼板墻體立柱6根,無板墻體立柱6根.通過試驗(yàn)得到了各類墻體立柱的極限承載力和破壞模式,試驗(yàn)研究結(jié)果表明:對于覆板墻體,墻板對立柱提供了很好的約束作用,大大提高了立柱的軸壓承載力;對于無板墻體,拉條起到了彈性支撐的作用,有效提高了立柱的極限承載力.最后,給出了各類墻體立柱的計(jì)算長度系數(shù)建議值,可供設(shè)計(jì)參考.

對12根550mpa高強(qiáng)冷彎型鋼骨架墻體立柱進(jìn)行了足尺軸壓試驗(yàn)研究,其中包括6根單面帶肋鋼板墻體立柱和6根雙面板(帶肋鋼板+石膏板)墻體立柱,在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上建立了墻體立柱有限元分析模型。在有限元分析模型充分得到試驗(yàn)驗(yàn)證的情況下,對影響墻體立柱軸壓承載力的鋼墻面板、墻體柔性拉條、連接螺釘間距等因素進(jìn)行參數(shù)分析,分析結(jié)果可供設(shè)計(jì)參考。分析結(jié)果表明:相同用鋼量的平鋼板代替帶肋鋼板對單面鋼板墻體立柱軸壓承載力有較大的降低作用,但對雙面板墻體立柱軸壓承載力影響甚微;設(shè)置柔性拉條可以提高單面帶肋鋼板墻體立柱軸壓承載力,但對雙面板墻體立柱軸壓承載力沒有影響;連接立柱與墻板的螺釘間距不大于300mm時(shí),減小螺釘間距并不能提高墻體立柱軸壓承載力;墻體周邊螺釘間距小于150mm時(shí),減小墻體周邊螺釘間距對墻體立柱軸壓承載力提高幅度不大。

對地震作用下抗彎框架中冷彎型鋼構(gòu)件的選用進(jìn)行研究。冷彎型鋼構(gòu)件的主要不足是薄壁單元的平面外剛度很小,延性也很差?？箯澘蚣艿闹饕獦?gòu)件為梁、柱及梁柱節(jié)點(diǎn)。在抗震框架中,梁能提供足夠的延性,而其他單元主要受彈性域的限制。研究了帶彎曲翼緣的新型冷彎型鋼梁性能,并與傳統(tǒng)鋼梁比較。新型梁柱節(jié)點(diǎn)包含一個(gè)節(jié)點(diǎn)板,它能限制節(jié)點(diǎn)傳遞來的力引起的平面外變形。通過有限元分析,研究了新型冷彎型鋼梁及梁柱節(jié)點(diǎn)的性能。結(jié)果表明:新型梁構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)的延性比傳統(tǒng)冷彎型鋼框架單元更好。

為了研究配角鋼骨架型鋼混凝土梁的純扭性能,設(shè)計(jì)了7個(gè)試件進(jìn)行純扭試驗(yàn),考慮了型鋼配鋼形式、型鋼保護(hù)層厚度和混凝土強(qiáng)度等級(jí)3個(gè)變化參數(shù)。通過試驗(yàn)觀察了試件的破壞形態(tài),獲取了試件受力全過程曲線、開裂扭矩和極限扭矩等重要數(shù)據(jù),并分析各變化參數(shù)對型鋼混凝土梁抗扭性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:配角鋼骨架型鋼混凝土純扭梁破壞時(shí)型鋼受拉屈服、棱角處混凝土被壓碎,具有良好的抗扭性能,適當(dāng)增加型鋼體積配鋼率和混凝土強(qiáng)度等級(jí)均能有效提高型鋼混凝土梁的開裂扭矩和極限扭矩,增加型鋼保護(hù)層厚度則恰好相反。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,該文提出了配角鋼骨架型鋼混凝土梁的純扭強(qiáng)度計(jì)算公式,其計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)實(shí)測結(jié)果基本吻合。研究結(jié)果可供型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步科學(xué)研究和工程應(yīng)用參考。

對8片輕鋼骨架-覆面竹、木質(zhì)結(jié)構(gòu)板材墻體與2片無覆面板墻體的抗側(cè)力對比試驗(yàn)結(jié)果表明,輕鋼骨架-覆面結(jié)構(gòu)板材組合墻體具有較高的抗側(cè)承載能力,覆面結(jié)構(gòu)板材通過自攻螺釘與骨架的連接在受力中還表現(xiàn)出較好的吸能性,該類墻體是一種由輕鋼骨架和覆面結(jié)構(gòu)板材協(xié)同受力工作的組合墻體,其概念更為全面地表述出此類墻體的受力特性。所做試驗(yàn)分析為新型輕鋼結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用研究進(jìn)行了有益的探索。

在試驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上,分析了在水平荷載作用下墻體破壞的幾種主要形式,得到了組合墻體的抗側(cè)力計(jì)算公式,提出了組合墻體的分析思路,對我國正在大力推進(jìn)的輕鋼多層住宅體系的研究具有很好的啟示和借鑒作用。

冷彎薄壁型鋼單面覆石膏板組合墻體抗剪性能研究——目前正被推廣的冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)低層住宅體系墻體的抗剪性能分為試驗(yàn)分析部分和有限元分析部分，通過參數(shù)分析得知：墻體立柱間距加密，墻體高寬比減小(高度不變)時(shí)，墻體的抗剪承載力增大。

t型鋼pec梁承載能力高、延性好,是在傳統(tǒng)的鋼-混凝土組合梁和型鋼組合梁基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型組合梁。利用彈性理論,建立了t型鋼pec梁型鋼與混凝土交界面的相對滑移微分方程,得到了t型鋼pec梁在均布荷載和兩點(diǎn)對稱集中荷載工況下相對滑移的理論計(jì)算公式,給出了考慮滑移影響的t型鋼pec梁在均布荷載和兩點(diǎn)對稱集中荷載作用下的附加變形公式和總撓度計(jì)算公式,提出了完全剪切連接t型鋼pec梁的抗彎極限承載力簡化計(jì)算公式,試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了計(jì)算公式的準(zhǔn)確性和適用性。

2002年9月j.northchinauniv.oftech.sept.2002 冷彎型鋼垂直尖角成形方法研究 鄺俊生劉繼英艾正青 (北方工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程研究所,100041,北京石景山) 摘要開發(fā)帶有垂直尖角的新型冷彎型鋼,對垂直尖角的成型,采用在轉(zhuǎn)角處凸出圓弧、 預(yù)留出多余材料的方法來補(bǔ)償外圓角,然后精整成垂直尖角.本文對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析和總 結(jié),為其他異形斷面冷彎型鋼在垂直尖角冷彎成型方面積累了經(jīng)驗(yàn). 關(guān)鍵詞冷彎型鋼;尖角;外圓角 分類號(hào)tg332 隨著工業(yè)的迅速發(fā)展,冷彎型鋼作為一種 經(jīng)濟(jì)斷面得到了廣泛的應(yīng)用.目前,由于冷彎型 鋼有重量輕、強(qiáng)度高、尺寸精度高及便于運(yùn)輸安 裝等特點(diǎn),許多工業(yè)產(chǎn)品采用冷彎成型方法加 工,并已取得了較好

方形冷彎型鋼 方形空心冷彎型鋼（點(diǎn)擊圖形查看詳細(xì)參數(shù)） 【規(guī)格范圍】 a×a×t=20×20×1.0～ 500×500×14.0 【執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)】gb/t6728 產(chǎn)品描述 部分常用規(guī)格斷面參數(shù) 邊長a mm 允許偏差 mm 壁厚t mm 理論重量 kg/m 截面面積 cm 2 慣性矩 cm 4 截面模數(shù) cm 3 回轉(zhuǎn)半徑 cm 20×20±0.502.01.051.340.690.690.72 30×30±0.503.02.3613.0083.52.3331.078 40×40±0.504.04.1985.34711.0645.5321.438 50×50±0.504.05.4546.94723.7259.4

北京建筑工程學(xué)院 碩士學(xué)位論文 露出型鋼柱腳抗剪性能試驗(yàn)及其計(jì)算方法研究 姓名：劉西金 申請學(xué)位級(jí)別：碩士 專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程 指導(dǎo)教師：李維平 20081201 露出型鋼柱腳抗剪性能試驗(yàn)及其計(jì)算方法研究 作者：劉西金 學(xué)位授予單位：北京建筑工程學(xué)院 本文讀者也讀過(10條) 1.王元清.章軍.石永久.陳宏.wangyuan-qing.zhangjun.shiyong-jiu.chenhong錨栓預(yù)緊力對柱腳抗剪設(shè)計(jì) 的影響分析ⅰ:鉸接柱腳[期刊論文]-低溫建筑技術(shù)2005(2) 2.王文通鋼結(jié)構(gòu)房屋柱腳設(shè)計(jì)的探討[期刊論文]-建材發(fā)展導(dǎo)向（下）2010,08(4) 3.肖南.何亮.xiao

鋼管-鋼骨混凝土抗彎承載力計(jì)算方法——為了促進(jìn)鋼管一鋼骨混凝土組合構(gòu)件在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，對配置工字形和十字形兩種鋼骨之構(gòu)件的受彎承載力進(jìn)行了研究，采用極限狀態(tài)的疊加原理推導(dǎo)了兩種截面的抗彎承載力計(jì)算公式，并通過與文獻(xiàn)的試驗(yàn)結(jié)果比較，驗(yàn)證了公...

鋼骨架性能特點(diǎn) ·輕質(zhì) 公司研制的bas改性水泥珍珠巖復(fù)合芯材，容重小于600kg/m3，使得整板自重只有傳統(tǒng)混凝土材料的約 30%。 ·高強(qiáng) 采用輕鋼骨架與高強(qiáng)度bas無機(jī)輕質(zhì)芯材的組合結(jié)構(gòu)，雖然是輕質(zhì)板，卻保持了傳統(tǒng)鋼筋混凝土重型板承 載力大、安全度高的特點(diǎn)。既可滿足均布荷載要求，又具有較強(qiáng)的集中承載能力，是替代傳統(tǒng)混凝土屋面板、樓 板的理想材料。 ·耐久 選材和構(gòu)造作法的精心設(shè)計(jì)組合，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)使用年限可達(dá)50年： 芯板為無機(jī)材質(zhì)，穩(wěn)定性好，抗老化，使用壽命等同于混凝土材料； 板底鋼絲直徑3mm以上，保護(hù)層厚度20mm以上而且吸潮率低于0.1%； 板材抵抗酸、堿等氣體腐蝕能力強(qiáng)，經(jīng)25次凍融循環(huán)后，體積和強(qiáng)度幾乎沒有變化。 ·保溫隔熱 板材具有優(yōu)良的保溫性能，材料導(dǎo)熱系數(shù)低，整板傳熱系數(shù)最低可達(dá)0.3w/m2k，滿足高寒地區(qū)的建筑保 溫節(jié)能要求；

交叉支撐內(nèi)力取值方法對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響——針對現(xiàn)行規(guī)范中人為放大支撐內(nèi)力設(shè)計(jì)交叉支撐存在的缺陷，提出弱剪型支撐設(shè)計(jì)方法．采用彈塑性時(shí)程有限元程序，對地震波作用下的強(qiáng)剪型和弱剪型支撐框架進(jìn)行地震分析，結(jié)果表明：強(qiáng)剪型支撐框架柱先于支撐屈服發(fā)生...

利用能量法,將冷彎型鋼槽型鋼的輥彎成型過程分為縱向的約束變形和橫向彎曲變形的反彈變形兩部分,并分別求取各自的能量,假設(shè)能量具有可加性,使用能量最小的原理和待定系數(shù)法,確定了成型過程中的彎曲角度的變化,文中在考慮其變形過程中,加入了硬化因素的影響,并在總能量中體現(xiàn)了反彈變形所產(chǎn)生的能量。

關(guān)于冷彎型鋼，天津泛化冷彎型鋼廠有著多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對此作給出以下見解供參考： 冷彎型鋼是一種經(jīng)濟(jì)的截面輕型薄壁鋼材，也稱為鋼制冷彎型材或冷彎型材。它是以熱軋或 冷軋帶鋼為坯料經(jīng)彎曲成型制成的各種截面形狀尺寸的型鋼。冷彎型鋼具有以下特點(diǎn)： 1．截面經(jīng)濟(jì)合理，節(jié)省材料。冷彎型鋼的截面形狀可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)合理，單位重 量的截面系數(shù)高于熱軋型鋼。在同樣負(fù)荷下，可減輕構(gòu)件重量，節(jié)約材料。冷彎型鋼用于建 筑結(jié)構(gòu)可比熱軋型鋼節(jié)約金屬38-50%，用于農(nóng)業(yè)機(jī)械和車輛可節(jié)約金屬15-60%。方便 施工，降低綜合費(fèi)用。 2．品種繁多，可以生產(chǎn)用一般熱軋方法難以生產(chǎn)的壁厚均勻、截面形狀復(fù)雜的各種型材和 各種不同材質(zhì)的冷彎型鋼。 3．產(chǎn)品表面光潔，外觀好，尺寸精確，而且長度也可以根據(jù)需要靈活調(diào)整，全部按定尺或 倍尺供應(yīng)，提高材料的利用率。 4．生產(chǎn)中還可與沖孔等工序相配合，以滿

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2018年第5期 單面石膏板組合墻體位移等值線圖（圖三） 單面刨花板組合墻體位移等值線圖（圖四） 石膏板和刨花板雙面組合墻體位移等值線圖（圖五） 【摘要】彎薄壁型鋼具有構(gòu)件強(qiáng)度較高、質(zhì)量均勻、安裝較為便利，防 腐性能較好，可回收等優(yōu)點(diǎn)，是一種經(jīng)濟(jì)高效型的材料，地震、風(fēng)荷等 水平荷載的作用主要由組合墻體承擔(dān)，在住宅房屋建筑中使用較為廣 泛。通過對三種組合墻體單面定向刨花板、單面石膏板和一面石膏板 另一面刨花板的研究分析，有限單元法能夠有效的分析組合墻體材 料、種類、高度等各種相關(guān)因素對其自身承載力的影響，根據(jù)相關(guān)的數(shù) 據(jù)分析表明，影響最大的是墻面板材料，其影響最小的是鋼材強(qiáng)度。對 接下來，筆者將運(yùn)用有限單元法對冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅組合墻體受 剪性能進(jìn)行簡單的分析，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)的研究提供有價(jià)值的參考。 【關(guān)鍵詞】冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)；住宅組合；受剪性能