设置两拉条的C形截面檩条绕上翼缘的扭转分析

对屋面板采用自攻螺钉与檩条上翼缘相连且设置两根拉条的简支檩条,在风吸力作用下的应力和变形进行分析,并与有限元分析结果进行对比。分析发现,绕上翼缘扭转的理论能够比较准确地预测下翼缘的侧向变形、拉条反力和非拉条附近的屋面板反力。拉条截面下翼缘卷边的压应力最大,采用EC3方法计算的压应力与ANSYS的结果符合;拉条截面上翼缘卷边的拉应力最大,必须考虑畸变的影响,且必须采用弯扭理论求解并计算出拉条反力,才能引入畸变正应力。     

蒙皮支撑C型檩条在风吸力作用下性能的理论分析及实验研究

基于压型钢屋面板在风吸力作用下，檩条下翼缘受压，蒙皮作用不能有效发挥这一点，通过对Ｃ型截面檩条在风吸力作用下的理论与足足实验研究的结果，为今后改进设计方法提供了依据。     

连续檩条在金属建筑系统中应用的可行性

从分析模型和稳定两方面阐述了连续檩条在金属建筑系统中应用的可行性。对搭接模型和均匀连续梁模型的计算结果进行对比,证明采用均匀连续梁的分析模型可较为准确地描述连续搭接檩条的内力状况;而对于仅在檩条上翼缘附近设置拉条,竖向力作用下如何保证支座区受压下翼缘的稳定性在很大程度上影响着连续檩条在工程中的推广应用,因此对其进行了理论分析。分析结果表明连续檩条的稳定验算由风吸力作用下跨中下翼缘反弯点之间的受压区控制。同时提出了连续檩条连接节点的设计要点和构造要求。最后,给出一个连续檩条的工程实例,供设计人员参考。     

冷弯薄壁型钢受弯构件局部屈曲性能研究

采用有限条程序CUFSM对截面形式为TS40和TS61的19根550MPa高强冷弯薄壁型钢帽形截面简支檩条受弯构件局部屈曲应力进行分析,计算结果与试验值吻合较好。利用有限条程序对帽形截面受弯构件的翼缘宽厚比、腹板翼缘宽度比、卷边翼缘宽度比、腹板翼缘夹角等参数进行计算分析,结果表明腹板翼缘宽度比是影响帽形截面简支檩条受压翼缘局部屈曲稳定系数的重要因素。利用考虑板组相关的我国现行规范GB50018-2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》和英国冷成型薄壁构件设计标准(BS5950-5:1998)对帽形截面简支檩条受压翼缘局部屈曲稳定系数进行计算分析表明:我国规范在腹板翼缘宽度比小于1.5时偏于不安全,大于1.5时偏于保守,而英国规范相对比较安全。在参数分析的基础上,提出了考虑板组相关的帽形截面简支檩条受压翼缘弹性局部屈曲稳定系数计算公式,建议公式可供工程设计和修订规范参考。     

Z形截面檩条强度计算时的下翼缘假想水平荷载

假设屋面板与檩条采用自攻螺钉连接从而能够避免上翼缘的侧向位移。对此种连接的冷弯Z形截面檩条,在不设置拉条、风吸力作用下的应力和变形,采用薄壁构件约束扭转理论进行分析,并与采用ANSYS板壳单元的计算结果和EC3的方法进行对比,发现三者吻合非常好。通过分析发现,EC3的方法中,其下翼缘假想水平力计算公式的两个组成部分是:1)荷载偏离截面剪心产生的扭矩用平行于上、下翼缘的一对力来代替;2)绕平行轴的弯矩产生的应力采用简单的公式计算,等同于人为引进了水平弯矩,这个弯矩必须采用假想水平荷载来抵消。     

拉条在檩条侧向稳定中的作用

通过将檩条受压下翼缘作为压杆,拉条作为规则布置的侧向弹簧支座,分析了使得压杆计算长度等于拉条间距的侧向弹簧支座的门槛刚度,以及刚度达不到门槛值时的临界荷载与弹簧刚度之间的关系。对厚度是1.5³ mm,截面高度是1403 mm,截面高度是140²50 mm的24个规格檩条进行了计算,对拉条刚度是否能够达到门槛刚度进行了判定。结果表明,在檩条截面较薄、拉条位置靠近拉条中心、拉条间距较小时,拉条不能起到檩条稳定性计算的侧向支座的作用,设计中应采取措施。     

压型钢板屋面对檩条的扭转约束

压型钢板屋面对檩条施加扭转约束,从而提高檩条的稳定性。针对杭萧钢构股份有限公司的HXY-478屋面压型钢板与檩条采用夹板连接的屋面体系,对檩条施加的扭转约束进行研究。通过ANSYS分析,对上下翼缘受压的扭转约束提出了计算公式。     

简支Z型檩条在风吸力作用下应力分布及极限状态研究

轻钢工业厂房中,Z型檩条在其截面的非对称平面内承受风荷载,上翼缘受压型钢板连续约束作用而下翼缘自由,应力分布比较复杂,存在局部或整体稳定问题,是围护结构抗风设计的主要控制因素。基于薄壁杆件结构力学以及经典梁理论,分析了简支Z型檩条在风吸力作用时考虑压型钢板对檩条约束作用的应力分布,并依据相关试验资料,验证了分析方法的正确性。然后,针对檩条横截面应力分布、侧向位移及极限状态等力学性能进行定性参数分析。研究表明,该方法可以精确计算檩条横截面应力分布,压型钢板对檩条的扭转及侧翼约束作用分别影响檩条上、下翼缘的峰值应力,使得构件局部屈曲应力增大,而畸变屈曲应力降低,从而改变檩条局部失稳模式,使得檩条由局部屈曲失稳转变为畸变屈曲失稳。     

风吸力下蒙皮支撑Z形檩条临界荷载的简化计算方法

檩条在实际应用中总是受到屋面板对它的侧向支撑和扭转约束作用,即蒙皮支撑作用。工程设计时考虑风吸力下蒙皮对檩条的支撑作用能够有效降低经济成本,但是目前我国有关规范给出的设计算法过于复杂,极大地降低了工程设计效率。引入经典的有限元模型,采用参数分析方法,讨论了檩条腹板高厚比、檩条翼缘宽厚比、檩条侧向长细比、蒙皮对檩条的扭转约束刚度4种参数对风吸力下Z形檩条弯扭屈曲临界荷载的影响。在参数分析的基础上,提出了一个考虑蒙皮支撑作用的风吸力作用下Z形檩条临界荷载简化计算公式。对比简化公式算法与我国门式刚架规程算法,发现两种方法计算结果非常接近,且与有限元分析结果相近,验证了公式的准确性。简化算法过程和形式简单,能高效准确地获得蒙皮支撑的Z形檩条在风吸力作用下的临界承载力,可提高工程设计效率。     

门式刚架抗风柱与钢梁下翼缘连接问题及改进

对门式刚架抗风柱与山墙钢梁下翼缘通过竖向长圆孔螺栓连接进行受力分析,对端开间檩条不同情况下风荷载系数取值进行比较.结果 表明,风荷载作用下,抗风柱与钢梁下翼缘通过竖向长圆孔螺栓连接时,山墙钢梁受扭,端开间檩条受拉,连接节点会产生较大内力.若采用抗风柱与钢梁下翼缘通过竖向长圆孔螺栓连接的方法,则应根据风荷载和山墙钢梁高度大小,在端开间抗风柱对应位置设垂直支撑、斜向刚性系杆或斜撑;否则,应采取以下措施:对连接节点进行承载力验算;通过适当加大翼缘宽度、翼缘和腹板的厚度使其具有一定的强度富余;在抗风柱位置布置檩条;双坡屋面两边檐口附近的端开间檩条及单坡屋面低区檐口附近的端开间檩条,在受荷面积不小于10m2且设计由风吸力作用控制时,应适当加大其截面.