暗扣屋面体系对檩条的扭转约束及影响

檩条在风吸力作用下会发生弯扭失稳,而当檩条上翼缘受到扭转约束时,对于风吸力作用下的整体稳定会有一定程度的提升。通过试验分析得到KLIP-LOK 406暗扣屋面板体系对冷弯Z形檩条的扭转约束刚度,然后利用得到的扭转约束刚度,采用能量法,为此种约束时风吸力作用下冷弯Z形檩条的临界弯矩提供理论解,并将理论解与ANSYS有限元模型的计算结果进行对比,两者吻合很好。     

蒙皮支撑C型檩条的有限元分析

本文借助有限元软件ANSYS对蒙皮支撑简支C型檩条在重力荷载和风荷载作用下的受力性能进行了有限元分析,分析时将蒙皮体系对檩条的约束作用采用两个弹簧：一个侧向弹簧和一个扭转弹簧来代替,对其静力性能进行了分析。     

蒙皮支撑C型截面檩条的静力性能分析

将蒙皮体系对檩条的约束作用简化为一个侧向弹簧和一个扭转弹簧,并将此模型用ANSYS进行分析,分别考虑侧向弹簧和扭转弹簧对檩条的蒙皮作用,并对其静力性能进行了分析。     

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。     

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。     

设置拉条的连续Z形檩条的内力分析

在开口薄壁构件线性理论基础上,结合刚周边及中面剪应变为零两个基本假定并考虑拉条的弹性刚度,进行了风吸力下设置两根拉条的两跨连续Z形檩条的线性分析,得到扭转角的解析解;同时由扭转角计算内力并简化得到近似内力公式。     

Z形截面檩条在风吸力作用下的整体稳定分析

采用开口薄壁构件理论,推导了上翼缘受约束的Z形截面简支檩条在风吸力作用下发生弯扭屈曲的总势能,提出无拉条的与带1道拉条的檩条的临界弯矩表达式,并与采用ANSYS板壳单元建模的结果进行对比。探讨了檩条整体稳定的内在本质,并通过计算表明拉条可以作为檩条的侧向完全支撑。     

扭转支撑约束下双跨连续钢梁整体稳定分析

采用能量变分法,建立具有扭转支撑约束的双跨连续钢梁在均布荷载作用下整体稳定的总势能方程,侧向位移和扭转角的模态函数采用6项三角级数表达。通过引入无量纲弯矩等参数,推导得到具有扭转支撑双跨连续钢梁弹性整体稳定的临界弯矩,并通过1stOpt软件拟合出临界弯矩和扭转支撑门槛刚度的简化计算公式。通过与有限元分析结果进行对比,发现提出的临界弯矩计算公式具有较好的精度,可为双跨连续钢梁的实际工程设计提供参考。     

积雪荷载作用下冷弯Z形檩条的设计分析

近年来,国内多次出现门式刚架轻型厂房在暴风雪作用下发生破坏,尤以檩条破坏较为严重,多数发生侧向弯曲和扭转破坏。目前,国内对冷弯斜卷边Z形檩条的计算通常不考虑扭矩的影响,仅验算弯矩作用下的强度及稳定性。因此,积雪荷载作用下檩条发生的扭转变形导致的结构破坏应引起关注。通过研究分析积雪荷载的特点,檩条破坏的原因,扭转对冷弯斜卷边Z形简支檩条承载力的影响,提出设计建议。     

蒙皮支撑两连跨连续檩条模拟风吸力作用的试验研究

为了更深入了解金属蒙皮支撑连续檩条在整体蒙皮结构中所起的作用,为今后我国对连续檩条以及蒙皮结构的设计、计算提供依据,通过足尺模型试验和有限元模型的分析,研究了蒙皮支撑冷弯薄壁连续型钢檩条模拟风吸力作用的承载力。利用有限元程序ANSYS建立了带有非线性弹簧单元模拟自攻螺钉这一符合实际连接状况的有限元模型,与足尺试验模型的失稳模式、荷载-位移曲线、连接强度以及连接刚度的规律等相对比,验证了有限元模型的合理性、有效性及适用性。