冷弯薄壁型钢组合楼盖振动性能试验及舒适度研究

为了研究冷弯薄壁型钢组合楼盖的振动性能,对3榀足尺比例的冷弯薄壁型钢组合楼盖开展了静载与动载试验。试验考察不同边界条件、楼盖梁形式、有无抗剪件对冷弯薄壁型钢组合楼盖振动性能的影响。研究结果表明:加强边界条件可以提高组合楼盖的刚度及自振频率,在实际工程的设计及应用时应考虑边界条件的影响;在相同截面高度下,不同截面形式的楼盖梁对组合楼盖的振动性能有一定影响;组合楼盖内部是否设置抗剪件对楼盖的刚度、自振频率与峰值加速度无影响。建议组合楼盖在1kN集中力的作用下最大挠度不大于2mm;在空载状态下,楼盖自振频率不宜小于15Hz;在正常使用阶段,楼盖自振频率不宜小于10Hz,振动强度不宜大于0.015m·s~(-2)。     

非承重冷弯薄壁型钢组合墙体温度场模拟

利用有限元软件ANSYS建立了三组非承重冷弯薄壁型钢组合墙体单面受火有限元模型,研究了组合墙体两侧石膏板层数及墙体内所填充的隔热材料对整体墙体耐火性能的影响.通过与已有试验对比分析表明,基于ANSYS的有限元分析结果与试验结果吻合加好,模型能再现墙体受火现象,为冷弯薄壁型钢组合墙体的耐火性能研究提供一定的参考.     

冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能研究综述

对冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能的研究进行了较全面的综述,介绍了冷弯薄壁型钢组合墙体的构成,汇总了国内外对冷弯薄壁型钢组合墙体的研究进展,总结了冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能的影响因素,并列出了冷弯薄壁型钢组合墙体承载力计算公式。     

冷弯薄壁型钢组合楼盖和自攻螺钉连接的抗剪性能试验研究

对3个足尺冷弯薄壁型钢楼盖试件的面内受力性能进行了水平低周往复加载试验研究,得到其破坏特征、承载力指标以及自攻螺钉连接的破坏模式,试验结果表明C形边梁与压型钢板间的自攻螺钉连接破坏导致了楼盖试件破坏。基于楼盖试件面内破坏现象,对C形楼盖梁与U形边梁间、C形楼盖梁与压型钢板间两种自攻螺钉连接形式进行了抗剪性能试验研究,得到自攻螺钉连接的破坏形态和单颗自攻螺钉的抗剪承载力,分析了中国规范GB 50018-2002对于计算单颗自攻螺钉抗剪承载力的适用性。采用基于性能的抗震设计理论对冷弯薄壁型钢楼盖中自攻螺钉连接的性能水平、性能目标以及承载力指标进行了探讨,其结果可用于指导冷弯薄壁型钢结构体系的抗震设计。     

冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪性能的有限元模拟

对单调加载作用下冷弯薄壁型钢组合墙体进行了非线性有限元分析,考虑了材料非线性、几何非线性的影响,采用三个方向一维非线性弹簧单元模拟自攻螺钉连接,通过与试验数据对比,验证了有限元方法的正确性。     

冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖振动性能试验研究

对构造不同的四块足尺比例冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖模型进行振动性能的动载试验。在正常使用阶段,研究压型钢板与冷弯薄壁型钢梁连接的螺钉间距、刚性支撑件、楼盖端部约束条件等构造设置和楼面活荷载对组合楼盖自振频率的影响。研究表明:组合楼盖的自振频率随楼面活荷载的增加而降低;减小压型钢板与冷弯薄壁型钢梁连接的螺钉间距、相邻楼盖梁的跨中位置设置刚性支撑件及加强楼盖端部约束均能提高组合楼盖的自振频率。采用ANSYS有限元程序对试验模型24种荷载工况的振动性能进行模态分析,有限元模态自振频率与试验自振频率吻合较好。提出的理论公式能够较好预测组合楼盖的自振频率。在正常使用阶段荷载标准组合下,建议组合楼盖的自振频率不小于10Hz。     

冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖受弯承载力试验研究

通过对4个足尺比例冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖的受弯承载力进行单调静载试验研究,分析了压型钢板与冷弯薄壁型钢梁连接的螺钉间距和楼盖梁数量改变对组合楼盖极限承载力的影响及破坏机理。研究表明：在正常使用阶段,组合楼盖具有较高的承载力和较小的变形;减小螺钉间距和增加楼盖梁数量均能够提高组合楼盖的极限承载力。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、卷边及毗邻腹板出现相关屈曲破坏,屈曲波长为相邻螺钉间距;支座附近混凝土与压型钢板为脱离、掀起破坏;集中荷载作用点处楼盖梁为折曲破坏。采用考虑材料、几何和接触非线性ANSYS有限元程序对试验模型的受力性能进行了模拟,非线性有限元计算结果与试验结果吻合较好。在试验研究和有限元分析基础上,提出了组合楼盖的简化计算模型和理论计算方法。图14表8参9     

冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖受弯承载力影响因素分析

采用ANSYS非线性有限元分析方法,分析了压型钢板与钢梁连接螺钉间距、钢材屈服强度、混凝土强度、C型钢梁板厚、钢筋混凝土翼板厚度、压型钢板型号、钢梁间距、楼盖宽度、钢梁跨高比及腹板高厚比等因素对冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖受弯承载力和延性的影响。研究表明：压型钢板与钢梁连接螺钉间距、钢材强度、钢梁板厚、压型钢板型号、钢梁间距、楼盖宽度、钢梁跨高比和腹板高厚比等因素对组合楼盖受弯承载力影响较显著,而混凝土强度则影响较小;钢筋混凝土翼板厚度在50~100 mm范围内时,组合楼盖受弯承载力随混凝土翼板厚度增加呈线性增长,当翼板厚度大于100 mm后,其受弯承载力将不再提高;混凝土强度、钢梁间距及楼盖宽度不影响组合楼盖的延性。组合楼盖可简化为T形截面组合梁模型计算。     

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.     

冷弯薄壁C型钢-竹胶板组合楼板受弯性能研究

利用我国竹资源优势,发挥竹材人造板优良的力学性能,提出一种新型的组合结构——冷弯薄壁C型钢-竹胶板组合楼板,即两张竹胶板间按一定间距布置两根冷弯薄壁C型钢,型钢与竹胶板界面用结构黏合剂黏结。结合冷弯薄壁型钢的截面特点,通过型钢与竹板单纯胶结、自攻螺钉约束及抗侧竹板加固等组合构造方式,对6块简支的组合楼板进行抗弯性能试验,探讨组合楼板在受弯条件下的整体工作性能、破坏特征、抗弯刚度及极限承载力等。结果表明,在保证构件制作精度及黏结质量的条件下,有侧板的复合胶结型组合楼板与单纯黏胶及无侧板的复合胶结型的两种楼板相比,刚度、承载力等抗弯性能指标均有大幅提高,整体性能好,组合效应突出;根据组合楼板中钢板及竹板的荷载-应变变化,提出组合楼板刚度及承载力的力学模型及计算方法,据此得到的组合楼板挠度及承载力计算值与试验值吻合较好。     

新型装配式冷弯薄壁型钢组合楼板模块受弯性能试验研究

为提高现有组合楼板的加工效率和装配化程度,解决组合楼板结构中自攻螺钉连接工序多、效率低等问题,提出了一种基于锁铆连接的新型冷弯薄壁型钢桁架梁-压型钢板-混凝土组合楼板模块。为研究该楼板模块的受弯性能以及次梁间距、混凝土厚度和连接方式对其抗弯承载力、延性和刚度的影响,对6块足尺组合楼板模块试件进行了单调静载试验。试验结果表明:在正常使用阶段,组合楼板模块的变形很小,且远小于GB 50017—2017《钢结构设计标准》要求的限值;组合楼板模块破坏时具有较大塑性变形,说明其延性性能良好,主要表现为桁架梁锁铆连接的破坏、桁架梁弦杆的折曲破坏和楼板模块面板层混凝土的挤压破坏;次梁间距对组合楼板模块的延性和刚度影响较大,对其抗弯承载力影响较小;混凝土厚度和钢构件连接方式对组合楼板模块的抗弯承载力、延性和刚度均有显著影响。     

新型钢木组合楼盖抗弯性能有限元探究

钢木组合结构属于现代化新型组合结构体系,在现代木结构中被广泛应用,获得良好的应用效果,能够有效发挥钢材和木材的应用优势和重要作用。新型钢木组合楼盖主要是通过冷弯型钢-胶合木组合梁,借助自攻螺钉、OSB板连接形成的组合结构,促进该组合结构整体共同受力、协调变形。本文主要采用相关有限元软件对新型钢木组合楼盖的抗弯性能进行有限元分析,采用相应措施,有效提升其组合效应,获得良好的抗弯性能。     

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。     

冷弯薄壁型钢组合墙体轴向承载力计算方法

冷弯薄壁型钢组合墙体是冷弯薄壁型钢住宅体系的主要竖向承重单元.冷弯薄壁型钢组合墙体进行轴向承载力计算时,当考虑罩面板支撑作用后,罩面板可以对龙骨柱提供一定的支撑能力.结合工程实例对组合墙体的轴向承载力进行验算,提出一种实用的冷弯薄壁型钢住宅体系竖向承重单元的分析和计算方法.     

冷弯薄壁型钢组合墙体轴向承载力计算方法

冷弯薄壁型钢组合墙体是冷弯薄壁型钢住宅体系的主要竖向承重单元。冷弯薄壁型钢组合墙体进行轴向承载力计算时,当考虑罩面板支撑作用后,罩面板可以对龙骨柱提供一定的支撑能力。结合工程实例对组合墙体的轴向承载力进行验算,提出一种实用的冷弯薄壁型钢住宅体系竖向承重单元的分析和计算方法。     

喷涂保温材料冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能试验研究

喷涂保温材料冷弯薄壁型钢组合墙体是在冷弯薄壁型钢骨架区格内设置聚苯乙烯泡沫板,并在骨架外侧喷涂轻质保温材料制成。通过对1个冷弯薄壁型钢骨架试件和2个喷涂保温材料冷弯薄壁型钢组合墙体试件的低周反复加载试验,分析了试件的受力过程和破坏形态,研究了试件的滞回曲线、骨架曲线、承载能力、抗侧刚度以及延性等力学特征,并将试验结果与已有的两侧挂板冷弯薄壁型钢组合墙体的试验数据进行了对比分析。研究结果表明:冷弯薄壁型钢骨架的节点刚度较弱,承载能力较低,不宜单独作为抗侧力构件;与两侧挂板冷弯薄壁型钢组合墙体相比,轻质保温材料的连续喷涂使得组合墙体更具整体性,其承载能力和抗侧刚度显著增加,并具有良好的抗震性能。     

冷弯薄壁型钢的屈曲性能综述

随着冷弯薄壁型钢的应用越来越广泛,关于冷弯薄壁型钢构件的屈曲性能的研究就显得尤为重要。文中主要介绍了初始缺陷、长细比、截面形状对冷弯薄壁型钢柱的屈曲性能影响和截面形状、开孔对冷弯薄壁型钢梁的屈曲性能影响的研究现状。提出了存在的不足和下一步的研究方向,为冷弯薄壁型钢结构技术的推广奠定基础。     

喷涂保温材料冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能试验研究

喷涂保温材料冷弯薄壁型钢组合墙体是在冷弯薄壁型钢骨架区格内设置聚苯乙烯泡沫板,并在骨架外侧喷涂轻质保温材料制成。通过对1个冷弯薄壁型钢骨架试件和2个喷涂保温材料冷弯薄壁型钢组合墙体试件的低周反复加载试验,分析了试件的受力过程和破坏形态,研究了试件的滞回曲线、骨架曲线、承载能力、抗侧刚度以及延性等力学特征,并将试验结果与已有的两侧挂板冷弯薄壁型钢组合墙体的试验数据进行了对比分析。研究结果表明：冷弯薄壁型钢骨架的节点刚度较弱,承载能力较低,不宜单独作为抗侧力构件;与两侧挂板冷弯薄壁型钢组合墙体相比,轻质保温材料的连续喷涂使得组合墙体更具整体性,其承载能力和抗侧刚度显著增加,并具有良好的抗震性能。