薄壁钢结构专辑（一） 冷弯钢结构在建筑结构中的应用

在欧洲、澳大利亚以及美国,冷弯钢结构被广泛应用于建筑结构中已有50多年的历史。这些冷弯钢结构具有轻质高强的特点,在结构应用及施工中具有很高的效率。冷弯钢板常用作结构单元及建筑中的次要构件,例如屋面板、墙板、楼板、檩条、导轨以及中等跨度的钢杵架。近年来,由于冷弯型钢在形状和尺寸上的高度多样性以及在材料和冷轧技术方面取得的进展,在世界范围内冷弯型钢开始用作中等跨度的门式刚架、低层至多层的办公大楼和住宅,以及大跨组合楼板系统中的主要结构构件,这一趋势正在逐渐增长。这期专辑旨在介绍冷弯钢结构在欧洲、亚洲以及澳大…     

冷弯型钢在建筑钢结构中的应用

1 特点和优势冷弯型钢是以热轧或冷轧带钢为原料,在常温下,采区冲压、弯折、拉拔或辊弯成形的方法,而得到符合结构受力要求的各种断面形状的新型高效钢材.在成形的过程中,带钢的厚度几乎不变,它主要采用辊弯成形方式连续生产.冷弯型钢的工艺特点决定了其金属在断面上分布合理,产品质量好,能源消耗少,应用于建筑结构中,其特点可概括如下:     

低层冷弯薄壁型钢结构住宅经济性能分析

以实际工程为背景，从节能、节水、节地、节材几个方面对冷弯薄壁型钢结构住宅的主要技术经济指标进行了分析，并与钢筋混凝土结构住宅和砖混结构住宅进行了对比，还分析了考虑使用面积和节能后这种结构体系的综合效益的变化，说明了冷弯薄壁型钢结构住宅较其他结构体系有显著的优势。     

冷弯薄壁型钢结构住宅经济性分析

冷弯薄壁型钢结构作为一种新型的建筑结构,由于它良好的各项性能在我国有了初步的发展,但造价偏高,又制约着它的进一步推广应用.结合北川县某冷弯薄壁型钢结构住宅的建设,对其工程造价进行分析,与传统结构住宅体系进行了比较,得出冷弯薄壁型钢结构的工程造价构成特点.初步提出了降低造价对策,为该结构体系的应用提供借鉴.     

薄壁冷弯型钢小桁架建筑体系

轻型钢结构是国内外目前应用和发展最快的新型结构形式．由于具有施工速度快．建筑造型美观、用钢量少、造价低廉等优势．广泛用于各类工业建筑、民用建筑及公共建筑中。目前在欧美及日本新建的低层(三层以下)及多层(六层以下)房屋8C1960都采用轻钢结构。我国近两年也引进了不少轻钢结构系统。比如C型钢、H型钢等骨架系统。     

低层冷弯薄壁型钢结构住宅体系抗震性能研究

研究低层冷弯薄壁型钢结构住宅体系的抗震性能是进行该类结构体系推广应用的关键.本文基于ANSYS软件建立了低层冷弯薄壁型钢结构房屋体系骨架的有限元模型,考虑了冷弯薄壁型钢构件及楼板等构件.分别分析了该结构体系在考虑设防烈度为7度、8度多遇地震组合下结构的弹性时程反应,以及结构在设防烈度为7度、8度罕遇地震组合下的弹塑性时...     

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的发展

我国的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》自1969年规范草案颁布至今已有40年,其间经历了3次修订,内容不断得到充实和完善。除介绍我国规范的发展过程、制修订过程的特点和规范的特色外,还重点介绍了几版规范的若干重要成果的发展,包括设计方法、冷弯效应、轴心受压构件的稳定系数、双轴对称截面压弯构件的稳定承载力、单轴对称开口截面轴心受压和压弯构件的换算长细比、受压板件的屈曲后强度和有效宽厚比、连接计算、薄壁型钢结构的防腐等。还讨论了规范修订的展望,提出了在规范再次修订时应主要考虑的三个方面：即应增加高强超薄壁冷弯型钢结构的设计与构造内容;应增加厚壁冷弯型钢结构的设计与构造内容;应增加冷弯薄壁型钢结构的抗震设计内容。     

《薄壁冷弯型钢小桁架建筑体系》应用成果通过评估

由建设部科技发展促进中心组织的“青岛迈华《薄壁冷弯型钢小桁架建筑体系》应用成果评估会”在京召开，与会专家一致通过成果评估。     

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)修订内容简介

简要回顾了《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GBJ 18-87)中存在的主要问题与不足 ,并就该规范的主要修订内容作了简略介绍及讨论。     

低层冷弯薄壁型钢结构住宅体系

详细介绍了冷弯薄壁型钢结构住宅体系的组成、材料、基本构件形式、一般构造、楼盖构造、墙体构造、屋盖构造、紧固件连接要求,以及该结构体系的保温隔热、隔声、防火与防护、防潮、管道与电线安装等具体构造措施;同时还根据冷弯薄壁型钢结构住宅体系的组成和构造,归纳和评述了该结构体系所具有的节能、节地、节材、环保,有利于住宅产业化,并具有结构自重轻、施工周期短、综合效益好等一系列特点.冷弯薄壁型钢结构住宅结构体系适合中国国情,符合中国土地资源政策、环保政策和可持续发展战略,在中国具有广阔的应用前景.     

冷弯薄壁型钢住宅结构整体扭转效应分析

为了研究冷弯薄壁型钢住宅结构平面质量中心、楼层形心与刚度中心偏差较大时,结构整体扭转效应的不利影响,将楼层平面内水平荷载(风、地震)作用下结构位移分解为平动和转动2种状态,得到相应状态下各组合墙体所承担的剪力,然后将其效应进行叠加,推导出了结构的线弹性层间扭转角及组合墙体剪力和侧移变形计算公式.对某冷弯薄壁型钢多层住宅结构在水平荷载作用下的层间扭转效应进行了简化计算,并运用ANSYS进行了数值模拟分析.结果表明:水平扭转效应对该类结构影响显著,简化计算公式和有限元程序数值模拟所得结果具有较好的一致性,简化计算公式可供实际工程中对该类结构整体扭转效应的计算分析时参考.     

冷弯薄壁型钢C形梁受剪性能分析

为研究冷弯薄壁型钢C形梁的受剪性能,在已有试验基础上,采用ABAQUS有限元分析软件建立非线性数值模型,对比试验与有限元结果的受剪承载力、试件破坏特征、荷载 跨中挠度曲线等;进而探讨了C形梁剪跨比、腹板高厚比、腹板厚度以及钢材强度等因素对冷弯薄壁型钢C形梁受剪性能的影响。结果表明:剪跨比是影响冷弯薄壁型钢C形梁破坏特征的主要因素,当剪跨比在0.5~1.1之间时,C形梁处于纯剪切受力状态,此时破坏模式为剪切屈服;当剪跨比在1.1~2之间时,C形梁处于弯剪受力状态,此时破坏模式为弯剪破坏;随剪跨比的增加,冷弯薄壁型钢C形梁的受剪承载力及刚度均减小;当腹板高厚比在50~150之间时,冷弯薄壁型钢C形梁的受剪承载力及刚度随腹板高厚比增加而增大,跨中挠度减小;随着腹板厚度的增加,冷弯薄壁型钢C形梁受剪承载力及刚度明显提高;增加钢材强度可显著提高冷弯薄壁型钢C形梁受剪承载力,但对冷弯薄壁型钢C形梁的刚度影响较小。     

低层冷弯薄壁型铜信宅外墙系统

冷弯薄壁型钢龙骨式结构（LightGaReSteelstructure）是一种新型结构形式,主要适用于三层及三层以下的建筑。介绍了冷弯薄壁型钢龙骨式墙面体系特点及其常见的几种墙体的做法。     

低层冷弯薄壁型钢结构住宅整体性能分析

基于有限元方法建立了典型低层冷弯薄壁型钢结构住宅的整体模型,通过计算分析得到了结构的模态,并获得了风荷载和地震荷载作用下结构的内力、变形和墙体剪力。通过改变楼板平面内刚度,验证了相对刚度法中楼板平面内无限刚性假设的合理性;并建议针对形体复杂的低层冷弯薄壁型钢结构,应采用有限元整体建模的方法求解墙体剪力。结果表明,低层冷弯薄壁型钢结构具有良好的整体性能,在抗震设防烈度为6度的地区可以满足承载力和变形的要求,且安全储备充足。     

多层冷弯薄壁型钢住宅体系动力时程分析

在采用有限元方法验证三层冷弯薄壁型钢房屋振动台试验结果的基础上,建立了多层冷弯薄壁型钢结构住宅空间整体模型,分析了模型前3阶自振频率、振型以及双向地震作用下的加速度、位移响应和水平地震剪力,考察了多层房屋的抗震性能。结果表明:《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》推荐的基频计算方法适用于多层冷弯薄壁型钢结构体系;随着输入地震波峰值加速度的增加,模型各层加速度幅值、相对位移和最大剪重比均增大,而各层峰值加速度放大系数有降低的趋势;随着结构高度的增加,模型各层峰值加速度放大系数、相对位移和最大剪重比均增大;多层冷弯薄壁型钢结构体系在多遇地震和罕遇地震作用下结构X向和Y向的水平地震剪力和最大层间位移角满足《建筑抗震设计规范》的要求,具备较好的抗震性能。     

屈服强度550MPa高强冷弯薄壁型钢轴压构件承载力设计

高强冷弯薄壁型钢结构在国外低层住宅和门式刚架体系中应用较广,国内已开始采用,但尚无相应设计规范可依。针对屈服强度550MPa高强钢材冷弯薄壁型钢结构常用的轴压构件的承载力设计方法进行了研究,包括其承载力计算模式及设计可靠度分析,并据此提出了相应的设计方法。最后,通过国内外现有相关试验数据的分析,验证了所提出的强度设计指标及承载力设计方法的合理性与可靠性。     

冷弯薄壁型钢梁-OSB板组合楼盖的抗弯刚度研究

通过对2块足尺冷弯薄壁型钢梁 定向刨花板(OSB板)组合楼盖的受弯承载力进行单调静载试验,分析了连接OSB板与冷弯薄壁型钢梁之间的螺钉间距对组合楼盖抗弯刚度的影响。采用拟正交异性板法计算了组合楼盖的抗弯刚度,在此基础上分析OSB板厚度、楼盖梁间距和截面尺寸等因素对组合楼盖抗弯刚度的影响,提出了常用冷弯薄壁型钢梁-OSB板组合楼盖的等效抗弯刚度计算方法。结果表明:试件的破坏模式主要表现为楼盖梁发生弯扭屈曲的同时,受压区翼缘、卷边及腹板出现相关屈曲破坏,屈曲波长为相邻螺钉间距;OSB板没有明显破坏;螺钉间距对组合楼盖的弹性抗弯刚度影响微小;在弹塑性阶段,随着螺钉间距的增大,组合楼盖的刚度退化明显增大。     

冷弯薄壁型钢开口三肢拼合立柱轴压性能有限元分析

建立了考虑材料、几何和接触非线性的有限元模型,利用ANSYS有限元程序分析了长细比、螺钉连接间距、截面板件最大宽厚比对冷弯薄壁型钢开口三肢拼合立柱轴压性能的影响。结果表明:立柱长细比对A、B两类截面拼合立柱轴压承载力和轴压性能有很大影响,随着立柱长细比的增大,立柱轴压极限承载力逐渐降低;当螺钉连接间距为450、300、150mm时,A、B两类截面拼合立柱轴压极限承载力和刚度变化均不大;由于基本构件板材厚度不同引起截面板件最大宽厚比的不同,对A、B两类截面3种长度的拼合立柱的承载力和刚度影响很大;对于A、B两类截面立柱,当立柱长度和截面厚度相同时,基本构件腹板高度由89mm增加到140mm,拼合截面轴压立柱轴压极限承载力变化不大。     

冷弯薄壁方钢管梁柱节点抗震性能试验及有限元研究

对12个冷弯薄壁型钢方钢管梁柱焊接节点进行了低周往复加载试验及非线性有限元数值模拟分析,有限元分析中考虑双重非线性、初始几何缺陷及焊材的本构模型等因素的影响。将循环荷载下数值计算结果与试验结果进行对比,讨论了试件滞回曲线、极限承载力、节点域应力分布等方面的内容。分析结果表明:(1)数值模拟与试验结果较为接近,极限荷载及极限位移差值在10%以内,所采用的数值分析模型和数值方法可进行冷弯薄壁型钢梁柱节点的参数化分析。(2)改进后的加腋节点极限承载力比常规节点高,极限状态时梁端位移较小;节点的滞回曲线饱满,耗能能力较强。(3)分散焊缝改进型节点破坏前经过循环次数较多,耗能能力较强。(4)轴压比对滞回性能及节点域应力分布有一定影响。     

冷弯薄壁型钢开洞组合墙体抗剪性能研究

对4片足尺冷弯薄壁型钢组合墙体的抗剪性能进行了水平加载试验.通过建立考虑材料和几何非线性影响的有限元模型对试验试件的抗剪性能进行数值模拟.采用有限元方法对开有不同尺寸洞口的组合墙体的抗剪性能进行数值分析,提出了开洞组合墙体抗剪承载力的建议计算方法.结果表明:开洞组合墙体的破坏主要发生在洞口处;开有门、窗洞口的试件在墙面板角部出现45.方向的压溃和撕裂现象;当构造相同时,开洞组合墙体的抗剪承载力和抗侧刚度均随开洞率的增大而逐渐降低;提出的开洞组合墙体抗剪承载力的建议计算方法计算结果与ANSYS计算结果吻合较好,可供实际工程设计参考.