冷弯薄壁型钢结构住宅组合墙体受剪性能研究

本文采用有限单元法对冷弯薄壁型钢住宅组合墙体的受剪性能进行了分析。在建立有限元模型时,采用了塑性壳单元,考虑了材料非线性和几何非线性影响,自攻螺钉连接采用耦合模型。通过对已有的单面石膏板、单面定向刨花板(OSB板)、一面石膏板另一面定向刨花板(OSB板)三类组合墙体受剪试验结果的分析,验证了本文有限元方法的正确性。采用有限元方法分析了不同墙面板材料、不同钢种、不同墙架柱间距、不同墙体高度、不同螺钉间距等参数对组合墙体承载力的影响,参数分析表明:组合墙体的墙面板材料特性对组合墙体的受剪承载力影响较大,钢材强度对组合墙体的受剪承载力影响较小;随着墙架柱间距缩小、墙体高度减小、边缘自攻螺钉间距加密,组合墙体的受剪承载力明显增加。     

屈服强度550MPa高强冷弯薄壁型钢结构轴心受压构件可靠度分析

本文采用二阶矩概率法,考虑强度、截面几何参数、计算模式、外荷载等不定因素的影响,针对屈服强度550MPa高强冷弯薄壁型钢轴心受压构件的可靠度进行了分析,并考虑材料特性,在已有试验的基础上对其承载力计算方法、目标可靠指标及强度设计指标的合理选取进行了研究。结果表明,在按厚度分类合理确定高强冷弯薄壁型钢的强度设计指标后,可依据现行的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018—2002)给定的考虑板组稳定计算截面有效宽厚比的方法对其轴心受压构件的极限承载力进行有效分析,并满足预定设计可靠指标的要求。     

Q345冷成型钢高温蠕变性能试验研究

高温蠕变会加速热轧型钢构件受火失效，而对冷成型钢构件的高温蠕变性能研究有待深入。为此，对厚1.0 mm的Q345冷成型钢进行了8个试验温度(200～700℃)下的高温蠕变试验，每个试验温度设置2～8个应力水平(应力比0.10～1.1),总计41个试验工况，最长持时240 min。得到了不同温度和不同应力比下的蠕变曲线，并与已有的Q345热轧型钢高温蠕变曲线进行对比。结果表明：相同温度及应力比下，冷成型钢蠕变发展要快于热轧型钢，在实际工程中，应区别对待热轧型钢与冷成型钢的蠕变特性。基于高温下试件进入加速蠕变阶段的最小应力水平，给出了Q345冷成型钢在温度400～700℃下的蠕变断裂临界应力比，其中，温度为400～500℃和700℃时，蠕变断裂临界应力比高于屈服强度折减系数；而温度为550～600℃时，蠕变断裂临界应力比低于屈服强度折减系数，Q345冷成型钢可能会在达到高温屈服强度之前发生蠕变破坏，不利于结构安全。根据复合时间强化模型和稳态蠕变速率与应力比的定量关系，分别给出Q345冷成型钢高温蠕变曲线预测模型和稳态蠕变速率预测模型，预测值与试验值均较为接近，适用于预测Q345冷成型钢在温...     

加斜撑冷弯薄壁型钢组合墙体的抗震性能

通过对竖向荷载作用下加斜撑冷弯薄壁型钢组合墙体的抗震性能试验研究,考察了墙体的受力特性、破坏模式和滞回性能,分析了覆面板对组合墙体滞回性能、延性和耗能能力的影响.结果表明:相同竖向荷载作用下,单面覆OSB板墙体较无面板墙体的抗剪承载力提高了38.79％;墙架柱轴压比为0.24较轴压比为0.16的单面覆OSB板组合墙体抗...     

火灾条件下冷弯薄壁型钢楼板体系的耐火性能

冷弯薄壁型钢楼板的耐火性能是决定其作为装配式结构能否推广的重要因素，目前可供借鉴的足尺火灾试验数量有限，且大部分数值模拟局限于用二维传热模型开展温度场分析，或基于简化的线性温度分布开展三维模型的热–力耦合分析。由于冷弯薄壁型钢楼板构造的复杂性，利用二维传热模型以及简化线性温度分布假定开展的热–力耦合分析，由于未考虑三维结构在受火时真实的非线性传热机制，其所反映的结构抗火性能与真实情况可能存在显著差异。为更准确地描述这类结构的耐火性能，针对由冷弯薄壁型钢骨架、结构胶合板和石膏板、岩棉等材料组成的楼板体系建立了三维传热模型，按照ISO-834标准升温环境模拟火灾情境，进行非线性传热过程和热–力耦合的分析，描述了三维非线性传热机制和具有热–力耦合特征的结构行为；提出了更为准确的接触行为建模方法，以反映自攻螺钉、板材、轻钢构件之间接触传力关系和变形协调特征。在与两组足尺楼板体系火灾试验数据对比的基础上，给出了由数值模拟得到的结构行为机理解释。研究表明：提出的三维传热和三维热–力耦合分析数值模型能准确反映火灾条件下结构的力学行为，模拟的结构非线性温度分布特征、托梁的变形演化机制以及最终破坏形态与试验结果吻合较好。