开口冷弯厚壁型钢轴压构件抗震性能研究

为研究开口冷弯厚壁型钢构件在轴向滞回荷载作用下的抗震性能,首先选取了3根壁厚t6 mm的冷弯内卷边槽钢进行轴向滞回试验,然后建立相关的ANSYS有限元模型进行模拟计算,在与试验结果对比的基础上,选取了不同的腹板宽厚比(h/t=25~90)、绕弱轴长细比(λy=30~90)的构件进行参数化分析计算。研究结果表明:宽厚比、长细比是影响冷弯型钢抗震性能的两个主要因素,宽厚比(h/t)越大抗震性能越差,长细比(λy)越大抗震性能同样也越差,设计时应尽量避免选择长细比和宽厚比均较大的构件。     

冷弯薄壁型钢C型构件滞回性能

对7根冷弯薄壁型钢C型构件进行了竖向常轴力作用下,水平循环荷载加载试验,以探索冷弯薄壁型钢C型构件滞回性能特点及其影响因素.试验反映了轴压比、截面宽厚比对试件破坏形式,能量耗散等滞回性能相关参数的影响.还重点研究了组合效应对滞回性能的改善作用.试验结果表明:大轴压比对试件的滞回性能有极大的削弱作用;试件通过组合,滞回性能得到一定的改善.此外,建立了有限元数值模型,考虑几何和材料非线性,将分析结果与试验进行对比分析,验证了试验结果的正确性,得到过早出现局部屈曲是构件破坏关键原因的结论.最后,总结了冷弯薄壁型钢的滞回性能特点,对其在结构体系中的应用提出了建议.     

冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能研究

本文考虑了组合墙体骨架立柱C型钢截面大小、组合墙体开洞以及墙架角部焊接钢板等研究内容,在内蒙古科技大学土木实验室设计了5个1∶2的组合墙体试件,对这些试件进行地震力的模拟,将采集到的数据通过对比分析得到:组合墙体骨架截面尺寸对组合墙体的抗震承载能力的影响比较小,墙体开洞使墙的水平抗剪承载力有所下降,角部焊接钢板使墙体的刚度有所提高,屈服强度提高7.2%,最大荷载提高4.5%,极限荷载提高4.7%,组合墙体墙板采用兼墙板其承载能力要比采用石膏板的墙体提高一倍左右.     

厚壁型钢冷弯应力分析

以厚壁矩形钢管为研究对象,在冷作硬化实验的基础上,对厚壁型钢的塑性弯曲应力沿板厚方向的分布进行解析分析,对其冷弯回弹应力进行数值模拟,将弯曲应力和回弹应力叠加计算冷弯厚壁型钢沿板厚方向的残余应力分布。结果表明,变形外区拉应力由钢板外表面向中性层递减,变化幅度较大;变形内区压应力变化幅度较小;残余应力沿板厚方向近似线性分布;切向残余应力较大,最大值出现在板带的中性层附近。研究结果与相关文献给出的测量结果基本一致。     

冷弯型钢组合墙体抗剪承载力试验研究

对C型冷弯型钢立柱和石膏板、定向刨花板(O SB板)组成的组合墙体,进行了13块足尺试件(宽2.4m,高3 m和3.3 m)的抗剪试验研究.对“单面石膏板”、“单面O SB板”和“石膏板 O SB板双面板”三类墙体试件进行了水平单调和低周反复加载试验,得到了各类墙体的抗剪承载力指标和位移延性系数μ、耗能系数E等抗震性能指标;试验结果表明:单面石膏板墙体的抗剪承载力约为单面O SB板墙体的34%—37%,双面板(石膏板 O SB板)墙体的抗剪承载力约等于单面石膏板墙体和单面O SB板墙体的抗剪承载力之和.     

新型冷弯翼缘闭合组合轴压构件力学性能研究

利用冷弯薄壁型钢截面成型灵活的特点,将既有的两类翼缘闭合截面形式经过合理变形,再经两两组合点焊形成两类新型截面形式——翼缘闭合组合截面DHF1、DHF2。采用ANSYS非线性有限元分析方法,针对新型截面轴压构件,建立了有效的分析模型,通过对构件的应力－应变关系曲线、参数变化时的极限应力变化曲线和应力、变形云图,全面考察了截面高度、截面宽度、板件厚度和闭合区高度比等参数对构件的变形模式、屈曲特征、承载力、极限应力等方面力学性能的影响规律。研究结果表明,新型截面轴压构件板件的局部屈曲不易出现,从而具有截面刚度大、承载能力强的特点,对于中、小长细比构件的极限应力常可达到材料的屈服强度,证明提出的冷弯翼缘闭合新型组合截面轴压构件具有较为优越的力学性能,可以深入试验研究并合理推广使用。     

新型冷弯翼缘闭合组合构件轴压力学性能

为探讨进一步优化使用冷弯薄壁型钢材料,利用冷弯薄壁型钢截面成型灵活的特点,将既有的两类翼缘闭合截面形式经过合理变形,再经组合点焊形成两类新型截面形式——翼缘闭合组合截面DHF1、DHF2.采用ANSYS非线性有限元分析方法,针对新型截面轴压构件,建立了有效的分析模型,通过对构件的应力-应变关系曲线、参数变化时的极限应力变化曲线和应力、变形云图,全面考察了截面高度、截面宽度、板件厚度和闭合区高度比等参数对构件的变形模式、屈曲特征、承载力、极限应力等方面力学性能的影响规律.研究结果表明,新型截面轴压构件板件的局部屈曲不易出现,从而具有截面刚度大、承载能力强的特点,对于中、小长细比构件的极限应力常可达到材料的屈服强度,证明提出的冷弯翼缘闭合新型组合截面轴压构件具有较为优越的力学性能.     

冷弯薄壁型钢拼合箱形截面立柱轴压性能试验研究

对17根冷弯薄壁型钢拼合箱形截面立柱的轴压性能进行试验研究,截面分为A、B两类,得到了各试件荷载-位移曲线和破坏特征,并将试验结果与《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB 50018-2002）＂有效宽厚比法＂和美国相关规范中＂直接强度法＂、＂有效截面法＂计算结果进行对比分析。结果表明：LC和MC系列立柱的破坏模式为整体弯曲屈曲,SC系列立柱则为局部屈曲和端部承压破坏;B类试件的最大承载力大于A类截面试件的最大承载力的2倍,即有＂1＋1〉2＂的拼合效应;对于A类截面LC系列立柱,GB 50018和AISI规范公式计算结果过于保守,而对于MC和SC系列试件,公式计算结果与试验结果比较吻合;对于B类截面LC和MC系列试件,公式计算结果偏于不安全,而SC系列试件,公式计算最大承载力偏于安全。     

冷弯新型箱形组合截面受压构件性能研究

为进一步优化冷弯截面的设计,并基于箱形截面具有双轴对称、抗弯扭刚度大的特点,应用冷弯∑形截面构件两两组合点焊,提出两种新型箱形组合截面——翼缘对焊箱形组合截面和翼缘叠焊箱形组合截面.采用非线性有限元的分析方法,通过对两类箱形组合截面及其单一加劲参数变化条件下轴压构件的屈曲模式、变形过程、荷载-位移关系曲线、应力-应变关系曲线等方面的研究,全面分析了两种新型截面构件的屈曲性能和受力性能.将两种新型截面构件与具有相同外形尺寸的单肢C形腹板加劲构件进行了截面平均应力、屈曲模式等方面的性能比较,证明两种新型截面构件与其单肢开口截面构件相比具有显著提高截面平均应力、构件刚度大,构件整体变形小等.     

带铅阻尼器冷弯薄壁型钢组合墙抗震性能试验

锁铆或自攻螺钉连接的冷弯薄壁型钢组合墙在低周往复加载试验中,滞回曲线"捏拢"现象较为严重、耗能能力较差.为减轻地震作用下冷弯薄壁型钢组合墙的破坏,提高结构体系的耗能能力,提出了一种带有铅阻尼器的冷弯薄壁型钢组合墙结构体系,并基于冷弯薄壁型钢组合墙的角部连接方式、面板铆钉间距及种类3种变量对其进行抗震性能试验研究.试验结果表明:加入铅阻尼器后,基于锁铆或自攻螺钉连接的冷弯薄壁型钢组合墙结构体系在低周往复荷载作用下,变形能力和耗能能力均有大幅度提升,刚度退化趋于平缓,损伤指数有较明显的降低,破坏形态也得到优化,但屈服荷载及峰值荷载略有降低;其次减小铆钉间距后,组合墙的屈服荷载、峰值荷载、峰值位移、抗剪强度得到一定程度的提高,但能量耗散系数差别不大;同时基于锁铆连接的冷弯薄壁型钢组合墙的屈服位移、屈服荷载、峰值位移、峰值荷载也明显高于基于自攻螺钉连接的冷弯薄壁型钢组合墙,延性及能量耗散系数相差不大.     

新型冷弯翼缘闭合轴压构件力学性能

目的分析提出的两种新型（HF1、HF2）冷弯翼缘闭合截面在轴压荷载作用下的力学性能.方法采用非线性有限元数值方法,应用大型有限元通用程序ANSYS对新型截面构件的力学性能进行模拟.结果分析了新型截面构件在轴压荷载作用下的屈曲模式、变形特征、承载力、刚度等方面力学性能,并与同截面参数冷弯C形构件相比表明,新型冷弯截面构件具有截面平均应力高、构件刚度大、弯曲变形小,板件不易局部屈曲等力学性能优势,HF1、HF2轴压构件的单位承载力耗钢量最低分别为同截面参数C形构件的46%和41.6%,单位承载力耗钢量降低幅度明显.结论所提出的新型冷弯翼缘闭合构件具有多方面优良的力学性能,并具有明显的经济性优势,可以深入研究并合理推广使用.     

开门洞的冷弯薄壁型钢立柱组合墙体抗剪性能研究

采用ANSYS有限元软件对无开洞、开门洞的冷弯薄壁型钢立柱组合墙体的抗剪性能进行了分析。在建立有限元模型时,选用塑性壳单元,考虑到材料非线性和几何非线性的影响,采用耦合模拟自攻螺钉连接。通过与试验数据对比,先验证有限元方法的正确性,然后采用此方法分析了开门洞的组合墙体和无开洞组合墙体抗剪性能。结果表明,在无开洞时墙体呈脆性破坏,而有门洞时则呈延性破坏;开门洞组合墙体抗剪承载力和初始剪切模量随门洞宽度增大而显著降低,随门洞高度增大则减小幅度较少。     

冷弯薄壁型钢单面覆石膏板组合墙体抗剪性能研究

目前正被推广的冷弯薄壁型钢结构低层住宅体系墙体的抗剪性能分为试验分析部分和有限元分析部分,通过参数分析得知:墙体立柱间距加密,墙体高宽比减小(高度不变)时,墙体的抗剪承载力增大.     

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...     

冷弯型钢抗弯斜节点抗震性能试验研究

对冷弯C型钢抗弯斜节点的抗震性能进行了试验研究.设计了6个梁柱斜节点,通过施加低周反复荷载,研究了该节点在低周反复荷载作用下各连接组件板域的应变分布以及节点板厚度、螺栓间距对节点承载力、刚度、延性及耗能性能的影响.     

带缀板开口冷弯薄壁型钢轴心受压构件稳定性研究

在开口冷弯薄壁型钢构件沿开口方向上布置一定数量的缀板,能有效阻止开口截面的翘曲变形,可以有效地提高构件承载力.合适的缀板数量与构件长细比有着密切的关系,通过理论推导及对不同长细比构件的数值计算发现,当构件长细比λ小于60,而缀板数量达到3块时,构件承载能力提高幅度趋于稳定;当λ大于60时,缀板数量则需要达到5～6块.同时,为了方便工程设计使用,提出利用熟知的弯曲失稳计算公式的形式,来计算弯扭失稳构件的计算方法,并列表显示出两者之间的数值关系.     

新型冷弯翼缘闭合组合构件压弯力学性能

目的 分析冷弯翼缘闭合截面(DHF1、DGF2)构件在压弯荷载作用下的力学性能.方法 采用非线性有限元数值方法,应用大型有限元通用程序ANsYs对新型截面构件的力学性能进行模拟.结果 分析了新型截面构件在压弯荷载作用下的屈曲模式、变形特征、承载力、刚度等方面力学性能,新型冷弯截面构件具有截面平均应力高、相关曲线饱满、构件刚度大、弯曲变形小,板件不易局部屈曲等方面力学性能优势,DHF1、DHF2构件的单位承载力耗钢量最低分别为同截面参数C形构件的46.0%和44.2%.结论 所提出的新型冷弯翼缘闭合构件相关曲线饱满,适宜承受压弯荷载,并且具有多方面优良的力学性能,可以深入研究并合理推广使用.     

不同混合连接的冷弯薄壁型钢组合墙抗震性能试验研究

为了解决锁铆连接冷弯薄壁型钢组合墙抗震性能一般的问题,对5片足尺组合墙进行低周往复加载试验,其中包括1片锁铆连接墙、2片局部用自攻螺钉替换锁铆的混合连接墙(连续替换和间隔替换)及2片局部增加自攻螺钉的混合连接墙(连续增加和间隔增加).探明4种不同混合连接方式对组合墙抗震性能的影响,获得各类组合墙的承载力、延性、耗能等抗震性能指标及其破坏模式,提出一种抗震性能较优的混合连接方式.研究结果表明:混合连接组合墙的破坏模式主要表现为面板屈曲、铆钉及螺钉头拔出面板;局部用自攻螺钉替换锁铆的混合连接方式对组合墙的抗震性能改善不明显;局部增加自攻螺钉的混合连接方式能够显著提升组合墙的抗剪承载力、刚度、极限位移、累积耗能等方面的性能,其中局部连续增加自攻螺钉的混合连接方式对组合墙的屈服位移提升较明显;组合墙在设计与应用时,宜优先选择局部连续增加自攻螺钉的混合连接方式.     

冷弯型钢组合墙体抗侧刚度研究

对组合墙体抵抗水平剪力的变形特征进行了分析研究。首先将组合墙体的墙面板简化成斜向拉杆,采用等代拉杆法提出了组合墙体在弹性阶段的抗侧刚度计算公式及建议;其次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OSB板三类组合墙体抗剪试验结果的比较分析,验证了组合墙体抗侧刚度简化计算公式的正确性;最后在推导出的组合墙体抗侧刚度计算公式的基础上,分析了组合墙体高宽比、自攻螺钉间距以及墙面板厚度对组合墙体抗侧刚度的影响。研究结果表明:随着组合墙体高宽比的减小、边缘自攻螺钉加密、墙面板厚度的增加,组合墙体的抗侧刚度明显增加;组合墙体抗侧刚度计算公式计算结果安全合理,计算过程简单实用,可供实际工程设计参考。     

新型冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖耐火性能数值模拟研究

冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖主要由上部压型钢板-混凝土组合楼板和下部冷弯薄壁型钢拼合梁组成,当楼盖下侧发生火灾时,冷弯薄壁型钢梁和压型钢板会直接受火.为提升组合楼盖的耐火性能,在型钢梁的下翼缘固定防火板材,形成防火保护层,从而提出一种新型冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖.然而,加入防火保护层后,楼盖的温度分布、变形和耐火极...