冷弯薄壁型钢组合截面受压构件受力性能与设计方法研究

冷弯薄壁型钢截面高效,在建筑钢结构领域得到广泛应用,随着冷弯型钢房屋结构布局、建筑层数等的变化,拼合截面构件的应用也越来越多。文中首先简要介绍了北美和我国关于冷弯薄壁型钢组合截面受压构件的设计方法,然后综述了国内外在冷弯薄壁型钢拼合截面受压构件的受力性能和设计方法方面的的研究成果,最后在分析的基础上提出冷弯薄壁型钢组合截面受压构件亟需解决的相关研究问题。     

考虑畸变屈曲的冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件设计可靠度分析

基于已有的冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件承载力试验研究结果,对不同牌号冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件考虑畸变屈曲的有效宽度法承载力计算模式不定性进行了分析,并统计了冷弯薄壁型钢强度不定性和几何特性不定性。在此基础上,采用改进一次二阶矩方法,按《冷弯型钢结构技术规范》(修订稿)的抗力分项系数要求,计算了不同牌号冷弯薄壁型钢卷边槽形截面受压构件在不同可能荷载组合下的可靠指标。结果表明:对于LG550、S350、S280冷弯薄壁型钢卷边槽形截面受压构件,按《冷弯型钢结构技术规范》(修订稿)的抗力分项系数计算得到的可靠指标均能满足目标可靠指标的要求,证明了所采用的考虑畸变屈曲的有效宽度法计算构件承载力的适用性。     

模拟冷弯残余应力及其在稳定分析中的应用

冷弯残余应力的存在会影响薄壁型钢构件的整体稳定性。通过运用ANSYS软件,创建初应力文件的方法来模拟冷弯残余应力分布,并将其应用在整体稳定分析中。该方法解决了直接考虑冷弯残余应力影响下,薄壁型钢结构构件弹塑性整体稳定计算问题。     

考虑残余应力影响冷弯薄壁型钢轴心压杆整体稳定的计算方法

根据冷弯薄壁型钢构件残余应力分布特点，以卷边角钢７５×７５×２０×２．５为例，探讨了用有效面积法，计算残余应力对冷弯薄壁型钢轴心受压构件整体稳定的影响，并且将此方法和试验结果与《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（ＧＢＪ１８—８７）所采用的方法进行了对比分析，证实有效面积法是可行的，并提出了完善规范的建议。     

开长圆孔轴压构件畸变屈曲承载力试验

对26根腹板开长圆孔和未开孔冷弯薄壁型钢截面轴压构件进行畸变屈曲承载力试验研究,分析构件的屈曲模式和极限承载力。利用现行国家规范GB50018-2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、北美冷弯钢结构构件设计规范AISI S100-2012计算构件承载力及非线性有限元数值模拟结果与试验结果进行分析比较。在此基础上,对腹板开长圆孔冷弯薄壁型钢截面轴压构件的承载力合理计算模式进行研究。结果表明:对于中等长度腹板开孔冷弯薄壁型钢截面轴压构件主要出现局部、畸变和整体屈曲的相关作用;腹板开孔对构件畸变屈曲稳定承载力有一定的降低作用;采用折减构件有效截面面积的修正方法可计算开长圆孔构件的畸变屈曲稳定承载力。     

冷弯型钢受弯构件非弹性屈曲试验

对名义厚度为2mm的30根冷弯薄壁型钢卷边槽形截面受弯构件进行非弹性屈曲试验研究,为了保证试件在非弹性阶段屈曲,试件整体弯曲屈曲应力大于三倍的材料屈服强度。试验结果表明冷弯薄壁型钢受弯构件在非弹性阶段会出现板件的局部屈曲以及构件的整体屈曲相关作用,我国现行规范《冷弯薄壁型钢结构技术规范》计算受弯构件在非弹性阶段的承载力过于保守,需对冷弯薄壁型钢受弯构件非弹性阶段承载力计算方法进行修正。     

卷边槽钢纯弯构件畸变屈曲板组约束系数的直接强度法计算

现行国家规范《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018—2002）提出了适用于各种型钢构件板组的约束系数统一计算公式。针对冷弯薄壁卷边槽钢纯弯构件畸变屈曲运用直接强度法计算受压翼缘板组约束系数,并与规范计算结果比较,得到一些有价值的结论,供设计研究参考。     

卷边槽钢纯弯构件畸变屈曲板组约束系数的直接强度法分析

现行国家规范《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)提出适用于各种型钢构件板组的约束系数统一计算公式。针对冷弯薄壁卷边槽钢纯弯构件畸变屈曲运用直接强度法计算受压翼缘板组约束系数,并与GB 50018-2002计算结果比较,得到一些有价值的结论,供设计研究参考。     

屈服强度550MPa高强冷弯薄壁型钢结构轴心受压构件可靠度分析

本文采用二阶矩概率法,考虑强度、截面几何参数、计算模式、外荷载等不定因素的影响,针对屈服强度550MPa高强冷弯薄壁型钢轴心受压构件的可靠度进行了分析,并考虑材料特性,在已有试验的基础上对其承载力计算方法、目标可靠指标及强度设计指标的合理选取进行了研究。结果表明,在按厚度分类合理确定高强冷弯薄壁型钢的强度设计指标后,可依据现行的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018—2002)给定的考虑板组稳定计算截面有效宽厚比的方法对其轴心受压构件的极限承载力进行有效分析,并满足预定设计可靠指标的要求。     

卷边Z型钢的相关屈曲及有效宽度

采用有限条法分别对轴心受压、受弯卷边Ｚ型钢构件的弹性相关屈曲作了分析,推导出板件屈曲系数表达公式,并阐明按现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（ＧＢＪ１８－８７）计算轴压卷边Ｚ型钢构件偏于不安全,而对于受弯构件又过于保守,最后给出了计算Ｚ型钢有效宽度的建议公式。     

冷弯厚壁型钢残余应力影响分析

结合现有关于冷弯型钢残余应力的研究成果,用有限元软件模拟分析了在初始缺陷影响下,冷弯厚壁双槽钢柱焊接组合截面构件,在冷弯残余应力单独作用以及焊接残余应力和冷弯残余应力共同作用下的整体稳定性。分析发现:在焊接残余应力和冷弯残余应力共同作用下,厚壁轴心受压构件的整体稳定性能普遍比现有规范的结果低,最大误差达15%。因此在确定该构件稳定承载力时,应考虑焊接残余应力和冷弯残余应力的共同作用。     

轻型钢结构中梁及檩条稳定性的研究进展

本根据国内外研究现状．综述了新近轻型铜结构中梁及檩条稳定性方面研究的若干内容。首先简要介绍了目前轻钢结构的发展特点．然后着重就薄壁型铜梁及檩条的截面特性、屈曲行为及其研究方法以及稳定性方面研究的几个热点问题作了概述，最后总结了薄壁型钢梁及檩条稳定性方面有待进一步研究的内容。     

Testing CFS structures: The new school BFS in Naples

The potentiality of cold-formed steel structures (CFS) in terms of lightness, rapid on-site erection and high structural performance is spreading the use of the technology in the most industrialized countries. In particular, the overall recognized capability to assure a good structural response in high seismic areas is allowing the adoption in some of the most conservative communities. On the other hand, despite the many ongoing research in different countries, the current seismic design codes are often inadequate if compared to the evolutionary process. In this context, the new British Force School (BFS) represents one of the first cold-formed steel structures realized in Italy and, therefore, it required a long and complex verification process. Indeed, the seismic performance at the global and local scale had to be verified during the construction phase. This paper focuses on the evaluation of lateral response of the sheathed cold-formed steel (SCFS) shear walls, which represent the seismic resisting system of this structural typology through the presentation and discussion of the experimental campaign carried out to support the design.     

冷弯矩形钢管冷成型对节点性能的影响

冷弯矩形钢管在冷成型过程中提高了材料的屈服点和抗拉强度同时降低了延性.利用分析软件ANSYS,对冷弯矩形钢管柱与H型钢梁连接节点和焊接箱形钢管柱与H型钢梁连接节点的屈服荷载、极限荷载及位移延性进行对比分析,探讨冷弯矩形钢管的冷成型过程对节点性能的影响.     

冷弯薄壁型轻钢结构在建筑扩建应用中的技术解析

冷弯薄壁型轻钢结构已应用于众多建筑工程实践,可适用于低层建筑、局部扩建工程和需要快速搭建的建筑等方面,这种结构还可以尝试在新农村住宅的建造。工业化"制造"轻钢结构,缩短了现场施工工期,减少劳动强度和时间,增加了建造的准确性,提高了建筑的完成度。通过实例解析冷弯薄壁型轻钢结构在建造过程中涉及的各种技术及构造做法,并对冷弯薄壁型轻钢结构进行技术评价,指出这种结构类型优点和不足。     

冷弯型钢厂房设计

本文介绍了上海钢铁工艺技术研究所冷弯型钢厂房的设计，通过构件采用冷弯型钢与其它材料的对比，论述了应用冷弯型钢的优势．该工程推进了冷弯型钢在建筑中的应用．     

长细比对冷弯薄壁方钢管柱轴心受压承载性能影响的研究

以某实际冷弯薄壁型钢结构中的冷弯薄壁方钢管柱为例,针对其不同长细比下的轴心受压承载性能进行试验和有限元模拟研究.结果表明:1)有限元模拟与试验结果吻合较好,选择合理的数值模型可以较好地模拟此类方钢管柱在不同长细比下的轴心受压承载性能;2)此类型方钢管柱长细比小于等于30时,柱极限承载力变化很小,此时柱的破坏由材料的强度...     

冷成型钢冷作强化计算方法探讨

主要介绍了美国AISI规范、加拿大S136规范和中国GB 5 0 0 18- 2 0 0 2规范中冷成型钢冷作强化的计算方法及其理论依据 ,以 90°冷成型钢圆角为例分析了各规范的计算结果 ,并且与厚壁冷成型钢试验数据进行了对比 ,结果表明我国GB 5 0 0 18规范的计算方法相对保守 ,可用于厚壁冷成型钢 ,且应用简便 ,具有较好的通用性和可靠性 ,并能够满足工程要求。这为我国现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 5 0 0 18- 2 0 0 2 )对壁厚限制进行修正提供了一定的依据。     

冷弯矩形钢管框架非线性有限元分析

冷弯矩形钢管冷成型过程提高了材料的屈服点和抗拉强度同时降低了延性,因而冷弯矩形钢管作为柱材在建筑结构抗震中的应用有待进一步研究。为了验证冷弯矩形钢管整体结构在抗震工程中的有效性,本文对冷弯矩形钢管框架(一榀两层两跨)与焊接箱形框架(一榀两层两跨)进行低周反复荷载作用模拟分析。非线性有限元分析表明,冷弯矩形钢管柱有很好的抗震性能。     

薄腹箱形截面构件有效面积计算方法研究

对《钢结构设计规范》（GB50017—2003）、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018—2002）、美国规范（AISC：2005）、欧洲规范（E3-1．5：2006）以及Winter公式受压板件有效宽度的计算公式进行了简要介绍,并采用各国规范对翼缘和腹板不同宽厚比的箱形截面构件有效面积进行了计算和分析,结果表明在不同翼缘和腹板宽厚比的情况下欧洲规范和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018—2002）由于考虑了翼缘和腹板的有效宽度,具有较好的适用性,稳定性较好,因此建议对于箱形截面构件有效面积可采用《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）的计算方法进行计算。