双肢冷弯C型钢低层住宅框架结构抗震性能分析

双肢背靠背C型钢框架是冷弯轻钢结构中的一种结构形式,可用于低层住宅结构体系。为研究双肢背靠背C型钢框架的抗震性能,本文通过试验手段对7个单层单跨钢框架结构进行抗震性能对比研究,探究不同参数对双肢背靠背C型钢框架抗震性能的影响。从试验的影响因素(支撑布置、螺栓间距和轴压比)入手分析其抗震性能,得到框架试件的P-△曲线、骨架曲线以及各个构件的应力-应变曲线,进而分析框架的破坏形式以及结构抗震性能的各项指标。试验结果表明:各个试件均表现出近似的破坏现象,支撑净截面被拉断,梁端和柱角发生局部屈曲,整个框架发生整体失稳。轴压比越大,承载力退化越显著,构件的刚度越高,而刚度退化程度则有所降低;交叉支撑试件的延性性能较好,交叉支撑承载力降低系数高于单向支撑与无支撑的承载力降低系数;随螺栓间距的减小,承载力提高,延性系数减小,刚度退化程度有所提高,但构件的等效粘滞阻尼系数降低,能量耗散系数降低。     

冷弯薄壁C型钢桁架梁柱节点抗震性能试验研究

为了更好地了解既有冷弯薄壁C型钢桁架梁柱节点的受力性能,促进建筑工程装配式轻钢结构活动板房在云南省的推广和装配式轻钢结构活动板房地方性技术规范的编制,对4种足尺桁架梁柱节点进行了低周往复荷载下的拟静力试验。研究不同连接形式下节点的抗震性能,分析了节点的滞回特性、承载能力、刚度退化、延性和耗能能力。研究表明,角钢或节点板与柱采用四面围焊方式的节点的承载能力、延性及耗能能力较采用两侧焊接方式的节点有提高,而采用角钢连接形式的节点的耗能能力优于采用节点板连接形式的节点。     

双肢冷弯C型钢门式刚架节点抗震性能研究

针对双肢冷弯C型钢门式刚架梁柱节点建立ANSYS有限元模型,并进行循环加载计算,提取了节点的应力云图、M-θ滞回曲线和骨架曲线等;考察了该类节点的破坏形态、极限承载力、初始刚度、刚度退化、延性和耗能等方面的性能,探讨了多种因素对节点抗震性能的影响,并对此类节点的抗震性能做出评价,给出设计建议。研究发现:该类节点的破坏形态有节点板弯扭屈曲和梁C型钢弯曲屈曲两种;节点板厚度、螺栓间距、C型钢厚度、腹板高度和屋面坡度的增大可以不同程度地提高节点的承载力和初始刚度,而螺栓直径和翼缘宽度对其影响很小;发生梁C型钢弯曲屈曲的节点较发生节点板弯扭屈曲的节点延性和耗能性能好,符合抗震设计要求。     

半刚性冷弯薄壁C形钢框架抗震性能

针对采用半刚性节点连接的双肢冷弯薄壁C形钢框架,采用拟静力试验与有限元模拟相结合的方法,对9榀双层单跨框架进行抗震性能分析。分析了节点螺栓直径、节点板厚度、螺栓间距及节点板加腋大小等参数对框架抗震性能的影响。结果表明:增大螺栓直径、增加节点板厚度和节点板加腋均能提高框架的承载力,改善框架的抗震性能。当螺栓间距小于80mm时,框架的承载力及抗震性能随间距的增大而增大;当螺栓间距大于80mm时,承载力及抗震性能受其影响较小。使用8.8级M16高强度螺栓,框架节点板产生了较大的滑移,建议在框架设计时应对节点螺栓的抗剪承载力进行验算。     

双肢冷弯C形钢门式刚架抗震性能

冷弯C形钢在轻钢结构中应用广泛,采用垫板加高强螺栓的连接方式,拼合形成双轴对称截面,构建了一种组合截面门式刚架结构。对5榀平面刚架试件进行拟静力试验,分析其破坏特征、耗能能力、抗侧承载力等力学性能,探究柱腹板高度及刚架跨度对此类刚架结构抗震性能的影响。研究发现：该类门式刚架结构抗震性能良好,具有较好的耗能能力,抗侧力能力满足规范要求;节点传力可靠,可实现“强节点弱构件”和“强柱弱梁”的抗震设计要求;设计时可根据荷载情况增加柱腹板高度,但对刚架跨度一定要综合考虑梁柱线刚度比的大小,避免出现斜梁约束不足无法有效传力的情况。     

双肢冷弯薄壁型钢框架抗震性能分析

冷弯薄壁型钢住宅结构在国内已经成为研究和应用的热点。针对双肢冷弯薄壁C形钢加垫板连接的新型截面,将其应用于低层住宅框架结构,通过拟静力试验和有限元模拟相结合的方法,对3个单层单跨框架进行低周循环荷载作用下的抗震性能对比研究,考虑柱轴压比和梁柱节点连接螺栓间距这两个参数,深入研究了框架的破坏形式以及表征结构抗震性能的各项指标,包括承载力退化、刚度退化、延性及耗能性能。研究结果表明:各框架最终均因发生平面内整体失稳而破坏,且伴有梁端板件及柱脚腹板的局部失稳。螺栓间距对承载力退化的影响程度较大,而轴压比则主要是影响结构的刚度退化性能,各框架较一般混凝土结构及轻型门式刚架结构均表现出较好的延性与耗能性能。研究结论对这一截面形式的应用发展具有一定的实际意义。     

冷弯薄壁C型钢梁柱节点受力性能研究

用有限元分析软件ANSYS对双肢冷弯薄壁C型钢梁柱节点的受力性能进行了研究,建立了节点模型,在梁端进行静力加载,得到了节点的VonMises应力云图和弯矩—转角曲线,并对C型钢厚度、螺栓间距、节点板厚度对节点的破坏模式和连接刚度的影响进行了分析,得出了有益的结论。     

双肢冷弯C型钢支撑框架抗震性能试验研究

双肢冷弯薄壁C型钢框架是一种新型的钢框架结构。对两榀3层单跨双肢冷弯薄壁C型钢框架进行拟静力试验,以是否设置交叉支撑作为设计参数,研究支撑对该类钢框架抗震性能的影响。通过对两榀框架结构的试验破坏现象、滞回曲线和骨架曲线的分析,得到了两榀框架结构的破坏模式和各项抗震性能指标,总结了交叉支撑对框架传力机制及抗震性能的影响。结果表明,该类钢框架结构的破坏模式符合"强柱弱梁"的抗震设计要求,具有良好的延性和耗能能力,承载力退化稳定;增设交叉支撑后,框架结构的承载力和刚度明显提高,框架侧移明显减小,但延性和耗能能力有所降低;通过对支撑及框架的受力分析结合试验结论提出该类框架结构支撑的设计建议。     

冷弯C型钢节点抗震性能的研究与分析

对冷弯C型钢框架节点的抗震性能进行试验研究与分析.为研究节点板厚度和螺栓间距两因素对节点抗震性能的影响,设计4个不同节点板厚度及螺栓间距的T形梁柱节点试件.试件具体构造为:梁柱均采用双肢冷弯C型钢,梁柱之间以热轧钢板内插作为节点板,梁柱均在腹板处用4个高强螺栓与节点板连接.通过加载试验,发现4个试件都为冷弯型钢的受弯承载力破坏,并得到节点在循环荷载作用下的M-ψ和P-△滞回曲线,对节点的破坏机理、承载力退化、刚度退化.延性及耗能性能进行相应的探索性分析.试验结果表明:该种构造的节点具有抗弯承载力高、承载力退化稳定、如初始刚度大则刚度退化严重、耗能性能好、延性差的特点.     

冷弯C形钢蒙古包刚架抗震性能分析

随着对作为蒙古族特色房屋的蒙古包适用性、功能性要求的不断提升,对其结构的受力性能也提出了新的要求。考虑到绿色、安装便捷等现代房屋建造要求,在双肢冷弯C形钢门式刚架的基础上提出新的陶脑构造,设计出一种装配式蒙古包刚架。运用ANSYS有限元软件考察了此类新型刚架的抗震性能,并以C形钢厚度、柱翼缘宽度、节点板厚度、梁腹板高度、屋面坡度和陶脑直径为参数,对双肢冷弯C形钢蒙古包刚架进行了抗震性能影响因素分析。结果表明:该新型刚架结构陶脑构造对刚架受力性能有所提升,此结构具有良好的抗震性能。设计中建议节点板厚度不应小于6mm,C形钢厚度不应小于2.5mm。     

双肢C型钢L形节点静力性能影响因素研究

带垫板的双肢C型钢是一种新型组合截面形式,针对该截面形式的L形节点进行静力有限元分析,选取节点加腋尺寸、节点板厚度、螺栓间距、C型钢梁腹板高度和厚度等因素分析了44个L形节点模型,得到不同节点参数的屈服荷载、极限荷载、极限位移和节点刚度。通过数值分析发现:在常用C型钢型号范围内,加腋尺寸取50 mm,节点板厚度取8~12 mm,C型钢梁腹板高厚比不大于110的情况下,该新型截面L形节点的静力性能最优。     

冷弯超薄壁C型钢墙梁节点抗震性能试验研究

对3个冷弯超薄壁C型钢组合墙体与组合楼盖连接的墙梁节点足尺试件进行拟静力试验,讨论不同墙架柱截面、不同轴压比对墙梁节点承载力、耗能能力的影响,得到了各节点的破坏特征、承载力特征值、延性和耗能系数。结果表明:墙架柱截面对冷弯超薄壁C型钢墙梁节点的抗震性能影响较大,C160mm×40mm×10mm×1mm截面试件的承载力是C89mm×44.5mm×12mm×1mm截面试件的1.5倍,延性系数约1.1倍。轴压比对冷弯超薄壁C型钢墙梁节点的抗震性能影响明显,0.4的轴压比下C160mm×40mm×10mm×1mm截面试件的承载力是0.2的轴压比时的2/3,延性系数约1/2。     

冷弯薄壁C型钢梁柱节点弯矩-转角数学模型

结合现有的研究成果和国内外常用的两种弯矩-转角的数学模型(线性模型和多项式模型),对冷弯薄壁C型钢梁柱节点的弯矩-转角曲线分别进行模拟,以此找出冷弯薄壁C型钢梁柱节点极限弯矩承载力和相对转角之间的关系。根据两种弯矩-转角数学模型,与试验得到的弯矩-转角曲线进行对比,确定出最为符合冷弯薄壁C型半刚性钢梁柱节点的弯矩-转角模拟曲线。     

冷弯薄壁型钢梁柱节点抗震性能试验研究

为研究冷弯薄壁型钢梁柱节点的抗震性能,设计了四个不同构造的T形梁柱边节点进行试验研究.分析了节点板厚度和螺栓间距等对节点承载力、刚度、延性及耗能性能的影响.试验中四个试件的破坏模式相同,均为冷弯型钢的受弯承载力破坏,说明这种构造的边节点可以有效地传递梁柱弯矩.本文根据试验结果,对这种连接节点提出了设计建议.     

双肢冷弯C形钢柱脚初始刚度

为研究双肢冷弯C形钢柱脚节点初始刚度的组成与计算方法,通过理论推导和有限元模拟相结合的方法对18个柱脚节点进行分析,考虑连接板厚度、C形钢厚度、底板厚度、柱脚螺栓直径、底板螺栓直径、底板螺栓间距S1和底板螺栓间距S2这7个参数的影响,了解柱脚的变形特征和破坏模式,得到基于上述参数的柱脚初始刚度的理论计算公式,为该类型节...     

自攻螺钉连接冷弯薄壁C型钢梁柱节点试验及分析

为了正确地计算轻型冷弯薄壁C型钢龙骨结构体系的实际受力状态，应在其框架的分析和设计中考虑真实连接的非线性影响。本文通过自攻螺钉连接的冷弯薄壁C型钢梁柱节点试验，对连接节点的刚度即连接的M-θ曲线的进行了测试。文中详细介绍了试验过程、实验现象以及对试验数据的处理。最后，在采用非线性回归分析的基础上，拟合出一个M-θ关系的数学模型，供以后的分析和设计参考。     

冷弯薄壁方钢管梁柱节点抗震性能试验研究

冷弯薄壁钢管结构房屋施工速度快,适合在抗震设防烈度高的地区及震后重建中使用。因管壁较薄,梁柱节点连接方式及其力学性能还需进一步研究。依据"强柱弱梁,强节点弱杆件"的抗震设计思想,按照控制塑性铰位置的思路,在梁端加设加腋板;依据减少反复焊接次数可降低节点脆断的性能,采用纵向梁焊接于横向梁方式减少对柱施焊次数。共开展三种类型12个节点在不同轴压比下的低周往复加载试验,探讨节点滞回耗能和承载力等力学性能,结果表明:①普通焊接节点破坏前所经历循环次数较少,节点部位焊缝及附近板件发生断裂;②加腋节点极限承载力比普通焊接节点提高很多,耗能能力也较强,破坏时加腋端梁截面局部屈曲,屈曲点位于节点核心区外;③分散焊缝连接节点所经过加载循环次数较多,屈服后累计耗能能力较强,破坏时C形钢腹板局部屈曲,节点发生延性破坏;④轴压比对普通焊接节点和加腋节点的滞回性能、承载力及刚度退化影响较大,但对分散焊缝连接节点影响较小。     

冷弯薄壁方钢管梁柱焊接节点抗震性能分析

对8个冷弯薄壁型钢方钢管梁柱焊接节点进行低周往复加载试验及非线性有限元数值模拟分析,将循环荷载下节点的数值计算结果与试验结果进行对比分析讨论,结果表明数值模拟能够较好地反映试验结果,所采用的数值建模方法可以进行冷弯薄壁型钢梁柱节点的参数化分析。通过对两类梁柱节点不同参数下抗震性能的分析,所得结果表明:(1)对于GJD系列节点,随着加腋高度、长度、厚度三个参数的减小,节点的滞回曲线变得饱满,耗能能力增强,同时承载力没有明显的下降段,三个参数增大时,滞回曲线变化不大,但承载力提前进入下降段,延性降低;(2)加腋高度和厚度减小时,GJD系列节点的极限承载力以及初始刚度明显降低,但节点的延性增加明显;(3)对于XJD系列节点,增大钢管柱壁厚、C型钢梁厚度,以及减小C型钢梁高度、C型钢梁与方钢管相对位置时,滞回曲线变得饱满,耗能能力增强,并且承载力增大。     

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。     

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。