跨越多檩条受力蒙皮抗剪性能模拟分析

在有关跨越多檩条和少檩条受力蒙皮抗剪性能试验研究基础上,采用通用软件ANSYS模拟了试验全过程。与试验结果的对比分析表明,模拟方法可大体上揭示压型钢板在波峰处连接的受力蒙皮体的抗剪行为,但刚度相差较大,应重视螺钉处压型钢板局部受力行为的研究。     

跨越多檩条受力蒙皮抗剪性能的现场试验研究

被广泛使用的压型钢板具有受力蒙皮效应,但由于在我国没有专门的规范可循,所以只被用作结构的刚度储备,造成了经济上的浪费。为了研究其刚度贡献,分别在有蒙皮和无蒙皮两种情况下对框架抗侧移刚度进行了现场试验。基于叠加原理,利用曲线拟合方法对试验数据进行了量化,间接得到跨越多檩条的受力蒙皮的抗剪刚度。结果表明,两榀刚架间蒙皮对框架整体刚度的贡献甚至接近于一榀刚架。     

金属蒙皮支撑C形檩条的计算理论

归纳了开口冷弯薄壁截面的几何特征和薄壁杆件的受力性能、特征,对蒙皮支撑C形檩条的抗剪刚度和抗扭刚度进行了分析,研究蒙皮支撑C形檩条在风吸力作用下的基本性能,旨在更深入了解金属蒙皮支撑檩条在整体蒙皮结构中所起的作用。     

压型钢板蒙皮作用抗剪性能试验

采用常用于墙面的YX-35-125-750型压型钢板,结合实际工程中的常规施工做法,组装以自攻螺钉作为连接件的蒙皮结构并进行抗剪试验,探究自攻螺钉间距与布置形式、压型钢板板厚、檩条数量变化对蒙皮结构抗剪强度与刚度的影响规律,通过对试验现象的分析论述了5组试件的最终破坏形态,探讨了不同变化因素对蒙皮效应的影响;介绍了美国冷弯型钢蒙皮设计规定方法（AISI法）中的简化计算公式,并运用简化公式对蒙皮试件的极限抗剪强度与刚度进行了详细计算。结果表明:合理地布置连接件、安排板跨间距或选用板厚都可以适当提高结构的整体抗剪强度与刚度,按常规的施工做法可通过合理调控以上各因素以控制蒙皮效应对整体结构的影响。     

自攻螺丝连接受力蒙皮体抗剪性能试验研究

受力蒙皮是考虑房屋屋面、墙面的压型钢板与框架、檩条进行可靠连接而共同工作的结构体系。本文对国内常用的V-840型压型钢板采用自攻螺丝连接的受力蒙皮体进行了抗剪试验研究,分析了不同间距自攻螺丝连接的受力蒙皮体的破坏形式及抗剪性能,并提出了不同间距布置的连接件对蒙皮体抗剪性能的影响,以及此类蒙皮体考虑蒙皮效应的条件。     

受力蒙皮结构剪切性能的试验研究

通过对压型钢板采用自攻螺钉连接的受力蒙皮进行剪切性能的试验,探讨了这类蒙皮的破坏模式和抗剪极限承载力,研究了板型、连接件布置和檩条间距等因素对蒙皮抗剪性能的影响,介绍了《欧洲蒙皮设计建议》(简称EUR)中此类蒙皮的抗剪强度和抗剪刚度的简化计算公式。研究表明,按照常规施工做法的此类压型钢板,可以考虑一定蒙皮效应;试验结果与计算值的比较分析表明,EUR简化计算公式可以较合理地评估蒙皮板的剪切性能,计算结果偏于安全,可用于我国的实际工程的蒙皮设计。     

金属蒙皮板剪切性能的试验及有限元分析

结合蒙皮板在实际工程的做法,对压型钢板采用自攻螺丝连接的受力蒙皮进行剪切性能试验。通过对蒙皮的破坏模式和极限抗剪承载力的分析,对板型、檩条间距对蒙皮抗剪性能的影响进行研究。并采用ANSYS对蒙皮板进行有限元分析,考虑几何大变形、连接件的滑移等非线性因素。将试验数据与有限元结果进行比较,研究结果表明,采用ANSYS分析受力蒙皮是可行的,可以用有限元方法来代替大量重复性试验。     

既有简支薄壁C形钢檩条连续化加固研究

为提高既有简支薄壁C形钢檩条的承载能力,对相邻简支C形钢檩条在支座附近采用内嵌薄壁L形钢连接成为连续檩条。对仅腹板有螺钉连接和腹板及上、下翼缘均有螺钉连接的2组加固C形钢檩条进行静力加载试验,分析了加固后檩条的破坏模态、刚度、延性、承载能力及应变发展,并与简支C形钢檩条的受力性能进行了对比。试验结果表明：加固试件的两跨檩条以整体弯曲变形为主,C形钢檩条跨中和加载处上翼缘与受压区腹板发生局部屈曲而破坏,薄壁L形钢翼缘达到屈服。简支檩条连续化加固后的承载能力、刚度均有显著提高,延性提高较小。腹板及上下翼缘均有螺钉连接加固檩条的刚度和屈服荷载提高幅度明显高于仅腹板螺钉连接加固,但两者极限荷载和延性差别较小。采用三线性钢材本构模型和壳单元,建立了同时考虑几何非线性和材料非线性的三维有限元模型进行数值模拟,计算结果与试验结果的对比验证了有限元模型的准确性。分析了不同薄壁L形钢长度对加固檩条受力性能的影响,结果表明,薄壁L形钢长度的增加对承载能力、刚度的提高幅度由大变小,刚度的提高幅度大于承载能力的提高幅度,薄壁L形钢长度宜取檩条单跨跨度的10%~15%。     

金属蒙皮抗剪连接试验研究及计算探讨

金属蒙皮受剪性能及其蒙皮效应的发挥与其连接件的形式和受力性能密切相关,通过对常用的自攻螺钉和电阻点焊两大类连接、22组不同连接板厚、螺栓(焊钉)直径组合的94个试件抗剪连接模型试验研究,观察到两种连接可能出现的延性和脆性破坏形态,分析了其破坏机理、受力特点以及螺钉(焊钉)直径、钢板厚度等关键因素对连接强度和刚度的影响。运用最小二乘法和数理统计原理,提出了金属蒙皮两类抗剪连接的强度和刚度的幂函数拟合公式,与试验结果及ECCS、AISI规范计算值比较可知,所提出的抗剪强度计算公式能较好地反映金属蒙皮抗剪连接强度的变化规律,具有较高的精度,但刚度拟合误差相对较大,值得进一步探讨。     

考虑蒙皮效应的冷弯薄壁型钢檩条稳定性分析

轻型门式刚架结构中围护结构具有提高整体结构刚度,参与结构整体受力的作用,即蒙皮效应。目前我国相关规范中对蒙皮参与结构受力的贡献很少考虑,而考虑蒙皮效应的设计将使得结构的受力更加符合实际情况,从而更加经济合理。利用有限元软件ANSYS,通过改变约束条件以考虑屋面板压型钢板的蒙皮效应对冷弯薄壁型钢檩条的稳定性作用;利用控制变量法,研究了蒙皮板厚度对檩条稳定承载力的影响。结果表明:考虑蒙皮的侧向檩条约束能有效增加檩条的稳定性;蒙皮厚度对檩条的屈曲荷载影响可以忽略。但布置拉条后,可使檩条的弯扭屈曲承载力有明显提高。     

门式刚架受力蒙皮抗剪性能试验研究

通过单榀门式刚架与三榀蒙皮组合体的试验研究,探讨了受力蒙皮结构的承载性能,同时,试验比较了无檩条和有檩条时的蒙皮效应。结果表明,边缘构件及足够数量的连接件对于蒙皮组合体发挥受力蒙皮效应是至关重要的;在与试验结果进行比较后指出,采用英国应力蒙皮设计规范进行设计是可以接受的。     

波峰连接的受力蒙皮体抗剪性能数值模拟分析

为了研究波峰连接的受力蒙皮体的抗剪性能,在已有试验研究的基础上,开展了数值模拟分析。有限元分析得到的荷载和位移曲线与试验结果吻合良好,不同受力蒙皮体的极限抗剪强度和最大剪切位移也与试验结果基本相符,有限元分析尚可揭示连接件的剪力分布规律。     

Light gauge steel cassette wall construction — theory and practice

Light gauge steel cassette wall construction is an interesting alternative to the conventional method of constructing light steel framing for low-rise buildings using wall studs. This paper demonstrates that this method of construction is shown to particular advantage when wall panels are subject to in-plane shear forces, which generally arise from wind loading but can also arise from seismic loading or mining subsidence. Some deficiencies in current design codes are noted. The paper also includes detailed consideration of the appropriate way to carry out the stressed skin (diaphragm) design of cassette walls with window and door openings.     

自攻螺钉、拉铆钉连接的受力蒙皮抗剪性能试验研究

本文对111个自攻螺钉、拉铆钉连接及14块由这种连接件连接的蒙皮板进行了抗剪性能试验,并分析了其抗剪强度、抗剪刚度、工作特点、破坏模式以及变更连接件布置方式、压型板跨度对受力蒙皮性能的影响。试验结果与国外的试验和理论分析结果符合较好。文中还提出了将压型钢板等效为正交各向异性板,用有限元法分析蒙皮的抗剪性能,所得蒙皮连接件内力分布规律,有助于进一步研究建立我国的蒙皮设计计算方法。     

门式刚架蒙皮抗剪支撑作用的研究

通过分析受力蒙皮单元抗剪支撑作用,利用刚度等效原理把受力蒙皮单元等效成支撑,从而建立考虑蒙皮效应的门式刚架轻钢结构计算模型,提出蒙皮抗剪支撑作用的实用计算方法。     

自攻螺钉连接的蒙皮组合体抗剪性能的试验研究(上)

受力蒙皮结构是一种新型的空间受力结构,受力蒙皮组合体是其重要的组成元件。为研究自攻螺钉连接的受力蒙皮组合体在平面抗剪性能,本文采用了卧式悬臂梁试验方案,进行了大小尺寸试件的对比试验,通过试验和总结前人成果的基础上,提出了非对称受力模型的概念,并据此给出了蒙皮组合体在平面强度和刚度简化计算公式。它与试验结果吻合较好。