轴心受压冷弯薄壁型钢的承载力分析

介绍了冷弯薄壁型钢的优点及其屈曲后确定承载力采用有效宽度的方法,并结合具体的工程实例,比较了三种不同截面的惯性矩、回转半径和承载力;得出了在用钢量相同的情况下冷弯型钢具有更大承载力的结果,验证了冷弯型钢可以带来很好经济效益的结论,为工程应用提供了一定的依据。     

冷弯薄壁钢短柱在均匀高温下的性能

本篇章对常温及均匀高温条件下的冷成型薄壁短槽钢的轴向强度进行了初步研究。对常温及均匀高温下的一系列卷边的或非卷边的槽钢进行了试验研究。应用一系列的设计方法和商业化的有限元软件ABAQUS(1998)对试验进行了分析。本中涉及的设计方法包括：英国规范BS5950(1987)、欧洲规范Eurocode3Part1．3(CENl996)和美国规范AISI(1996)，在有限元分析中，考虑了几何非线性和材料非线性。高温下钢材的应力一应变曲线根据欧洲规范Eurocode3Part1．2(CENl995)和Qutinen(2001)采用。在某些试验中发现扭转屈曲，为了扩展针对这种破坏模式的设计方法，在这些规范中引用了Yong和Hancock(1992)考虑扭转屈曲的方法。对设计规范BS5950Part5(1987)、欧洲规范Eurocode3Part1．3(CENl996)和美国规范AISI(1996)中常温下薄壁柱的设计方法加以修改，来考虑钢材高温下的强度和刚度的变化。从试验结果、规范预期的结果和数值分析的比较可见，可很容易的通过上述修正当前规范的方法来分析薄壁型钢短柱高温下的性能。     

普通及波纹冷弯型钢柱的受压试验

对不同尺寸的普通及冷弯型钢柱进行了受压及受扭试验。每组试件的材料属性均通过单回路获得。每组试件均通过压力机制动或冷轧制作。研究了柱的屈曲和极限承载力,考虑了压痕过程中冷作引起的波纹柱的强度变化。对比普通及波纹冷弯型钢柱的受压试验,并详细描述了试验方案和试验过程。在压痕过程中通过材料冷作形成的波纹钢柱,屈曲承载力和极限承载力得到提高。结果表明,波纹钢柱的屈曲和极限承载力比普通钢柱的分别提高33%和26%。     

带加劲冷弯薄壁型钢C形受弯构件有限元分析

采用有限元程序ANSYS,对带加劲肋的冷弯薄壁型钢C形截面受弯构件在纯弯和非纯弯两种受弯状态下的力学性能进行了有限元分析,分析结果表明:构件的卷边宽度是影响试件屈曲模式的重要因素,不同的屈曲模式在纯弯与非纯弯的条件下对极限承载力的影响不尽相同。     

焊接H型PEC组合短柱轴心受压试验研究

为了研究这种新型组合柱的受力性能,对9个焊接普通H型钢部分包裹混凝土组合短柱进行了轴压试验,试验主要考虑含钢率、翼缘宽厚比、横向系杆间距等对柱子的极限承载力的影响。通过分析得出,在不同含钢率下,影响PEC短柱承载力的因素。同时含钢率大小直接影响柱极限承载能力。     

冷弯薄壁型钢多肢拼合柱轴压试验研究

针对单肢C形和U形截面及由其拼合而成的双肢和四肢截面冷弯薄壁型钢柱轴压承载力,进行了66根(共6种截面,5种长度)两端铰接的多肢拼合截面冷弯薄壁型钢柱轴压试验,研究了长细比、肢数及拼合形式对冷弯薄壁型钢多肢拼合柱轴压受力性能的影响。试验结果表明:长细比小于70的开口截面易发生畸变屈曲,闭口截面则发生局部屈曲;长细比大于70的试件则以整体屈曲破坏为主;随着试件的长度增加,其轴压承载力逐渐降低。相对于单肢截面,相同高度的拼合截面长细比减小,试件破坏形式随着长细比减小而从整体屈曲控制变为畸变屈曲和局部屈曲控制,轴压承载力提高。试验结果为多肢拼合截面柱设计计算提供了试验数据支持。     

用我国规范计算高强度冷弯薄壁型钢柱的适用性

将《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002),用于计算比Q345钢强度更高的钢材制成的冷弯薄壁非卷边等边角钢和槽钢柱。对计算结果与试验、有限元分析结果及国外规范计算结果进行比较发现,对两端固支的槽钢和宽厚比大于25的等边角钢,计算偏于安全,对宽厚比小于25的等边角钢和两端铰支槽钢的安全性有待研究。提出采用多条柱子曲线以适应不同截面、不同壁厚、不同强度的高强度冷弯薄壁型钢柱。     

高强冷弯薄壁型钢轴压短柱受力性能试验研究

为了验证壁厚小于1 mm的G550级高强钢材对中国〈冷弯薄壁型钢结构技术规范〉（GB50018-2002）相关设计规定的适应性,进行了30根冷弯薄壁型钢方管截面轴压短柱的试验研究,试件的壁厚均为0.6 mm、宽厚比为20～150.试验结果表明：当宽厚比较小时（b/t≤40）,试件的初始缺陷和高强钢材本身特性对构件承载力的影响较大,试件材料的强度得不到充分发挥;当宽厚比较大时（b/t＞40）,高强钢材局部屈曲和有效截面是影响构件承载力的主要因素.通过对试验结果和各国规范计算结果的对比分析,给出了高强冷弯薄壁型钢构件按中国规范GB 50018-2002计算有效宽度的建议.     

开孔冷弯型钢柱的试验研究

分析研究了开孔冷弯型钢柱的弹性屈曲和试验响应间的关系。对24个腹板开孔和不开孔的短柱和柱进行了压力试验。利用壳单元建模,对每一个构件都进行了有限元屈曲分析,从而可以获取边界条件、局部开孔、扭曲和整体弹性屈曲反应对构件的影响。腹板上的开孔,可能影响构件局部和扭转屈曲的半波长度,同时可能会导致临界弹性屈曲荷载的改变。从试验结果分析可知,尽管在某些试验中出现了延性下降等现象,但总体而言,腹板开孔对试验构件的极限强度影响很小;同时发现,在局部和扭转屈曲中,弹性屈曲也与荷载-位移曲线有关。试验中对柱子采用摩擦轴承的边界条件,其中柱端磨平且直接由钢板传力。尽管构件的延性等问题还需要更进一步研究,但这种边界条件对于评估短柱和普通柱屈曲性能是有效的,而且还可以缩短试验构件的准备时间。     

冷弯型钢冷弯效应试验研究

通过冷弯矩形管中截取的板件和短柱以及相应母材板件试样的冷弯效应试验 ,研究厚壁冷弯型钢冷弯效应对钢材强度的影响。根据板件试样的实测数据 ,分别用北美、澳大利亚和新西兰及我国相关规范建议的公式计算全截面屈服强度 ,并将计算结果与短柱试验结果进行比较分析。提出修改我国现行的冷弯薄壁(厚度≤ 6mm)型钢强度设计规范公式 ,得到冷弯厚壁型钢考虑冷弯效应的强度设计建议公式。     

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。     

冷弯薄壁型钢构件的直接强度法

直接强度法(DSM)是一种不采用有效截面而取用全截面对冷弯薄壁型钢构件进行设计的全新方法。该法可计算冷弯薄壁型钢板件屈曲后的构件承载力,还可计算畸变屈曲构件的承载力。介绍了直接强度法的基本概念、发展现状、研究成果和设计方法等。用实例说明了直接强度法的计算过程,供设计研究参考。     

双轴对称薄壁锥形柱轴心受压的极限承载力

薄壁工字型锥形构件的性能由构件长细比和板单元宽厚比决定。本文对这种交互效应进行了理论研究。构建了一个具有几何非线性的非线性有限元模型进行计算。选取了大量具有不同宽厚比的翼缘和腹板,以及具有不同长细比的构件进行研究,归纳出较完整的极限强度-长细比曲线,和不同的破坏模式。根据设计目的得出一系列的曲线。最后,提出了锥形细长工字型构件(整个截面)的轴心极限承载力经验公式。这个方程简化了有效宽度的计算,提供更灵活的设计方法。     

薄壁钢管混凝土长柱轴压性能试验研究

对 8根方形和八边形薄壁钢管混凝土长柱的轴压性能进行了试验研究 ,柱的长宽比为 1 4～ 40 ,管壁板件的宽厚比为 67～ 1 2 5。试验结果表明 ,方形薄壁钢管混凝土长柱的轴压破坏为弯曲屈曲破坏 ,八边形薄壁钢管混凝土长柱的破坏主要表现为强度破坏 ,破坏之前钢管均发生了局部屈曲现象。柱子的承载力随着长细比的增加而显著下降。在薄壁钢管混凝土短柱试验结果的基础上 ,线性回归了方形轴压长柱极限承载力折减系数 ,在上述长宽比的范围内 ,公式计算值与试验结果吻合良好     

冷弯薄壁型钢组合截面构件研究现状

冷弯薄壁型钢组合截面构件以其灵活的组合形式和良好的力学性能在低层和多层住宅体系中被广泛应用,但相关的研究成果和设计规范仍较为缺乏。介绍了组合截面构件的特点和在工程中的应用,总结了此类截面构件的主要研究方法和规范设计建议,综述了国内外学者针对冷弯薄壁型钢组合截面构件的试验和理论研究现状,并指出了现今研究存在的不足和今后的发展方向。     

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。     

压型钢板-混凝土组合楼板粘结试验研究

文章对压型钢板与混凝土的交界面上是否涂有四环胶水泥砂浆的两种组合楼板进行了试验。经分析比较得出这种新型粘结剂作为抗剪措施的可行性。     

两板件截面均匀受压柱的柱子曲线

按照空间失稳的概念 ,算出L ,T形截面轴压柱的最小临界力与相应屈曲模态 ,并确定具有初弯曲、初扭转柱的二阶应力分布状态 ;再根据边缘屈服准则 ,反算出柱的极限荷载并绘制出柱子曲线。计算结果表明短柱有可能扭转失稳 ,需要作进一步的分析验算 ;细长柱只发生面内弯曲失稳 ,可以不进行修正。     

焊接薄壁箱形截面轴心压杆的承载力计算

在论证有效截面法和有效屈服强度法的相通性的基础上，建议对焊接薄壁箱形截面轴心压杆采用后一种方法计算其承载力。在用这种方法计算时，用传统的正则化宽厚比作为参数，以保证必要的可靠度。建议方法和已有试验资料做了比较。对中长压杆，试件实测承载力大多略高于计算值。