闭口型压型钢板板型设计和截面特性计算

以一闭口式组合楼板压型钢板为研究对象,通过改变其截面的有效宽度,对其板型设计和截面特性进行了分析计算,并根据计算得出的各不同尺寸的截面特性,对各压型钢板施工阶段的承载能力进行了计算比较,以供压型钢板设计参考。     

闭口型压型钢板截面力学特性试验研究

以《金属压型板试验欧洲建议》为依据,对4块1∶1尺寸闭口型压型钢板试件进行截面力学特性试验研究,并分别采用荷载-挠度曲线方法和极限弯矩方法确定截面特性。分析结果表明:荷载-挠定曲线方法计算所得结果比理论值偏大较多,正向加载时极限弯矩方法计算所得结果与理论值吻合良好,而负向加载时差别较大,原因是负向加载时,闭口型压型钢板受压翼缘中部分钢材没有全截面发挥作用。在此基础上,进一步提出全截面特性和有效截面特性两个概念,并建议对闭口型压型钢板正负向加载时的截面特性应分别予以考虑。     

压型钢板混凝土加固混凝土板承载力计算分析

为了提高钢筋混凝土板的受弯性能,基于压型钢板-混凝土组合板的基本原理,提出了压型钢板-混凝土加固方法,给出了施工工艺,通过对压型钢板-混凝土加固混凝土板受弯承载力计算分析,为开展相关的试验研究提供了指导建议。首先,根据塑性理论,对压型钢板-混凝土加固混凝土板的正截面受弯承载力进行了分析,按照塑性中和轴位置的不同,将加固构件正截面极限受弯承载力计算分为3种情况,分别建立了相应的计算公式。其次,通过算例分析了压型钢板的壁厚和强度、新增混凝土的强度和厚度对加固构件极限受弯承载力的影响。计算结果表明,采用压型钢板-混凝土加固混凝土板,可以大幅度提高钢筋混凝土板的正截面极限受弯承载力,其中,新增混凝土厚度的影响最为显著。     

压型钢板组合板耐火极限的理论研究

文章在确定了压型钢板钢－混凝土组合板（以下简称组合板）构件截面温度场分布以及高温下钢材和混凝土应力－应变关系模型的基础上,提出计算压型钢板组合板耐火极限的理论模型,理论计算结果和试验结果吻合得令人满意。在此基础上,分析了荷载、组成组合板的材料强度、构件截面含钢率、截面尺寸及保护层厚度等参数对构件耐火极限的影响。     

闭口压型钢板混凝土组合楼板抗火性能研究

闭口压型钢板混凝土组合楼板在工程中使用逐渐增多。通过对不同厚度的Encondek闭口压型钢板混凝土组合楼板进行耐火试验,并建立ABAQUS非线性有限元模型进行计算分析,对闭口压型钢板混凝土组合楼板的抗火性能进行深入分析。研究表明:采用闭口压型钢板的组合楼板温度上升速度明显低于开口压型钢板组合楼板,闭口压型钢板组合楼板较开口压型钢板组合楼板具有更好的耐火性能,根据试验和数值计算结果,提出了适用于闭口压型钢板组合楼板的截面温度场简化计算式。     

压型钢板截面特性计算分析

目前国内压型钢板型号规格种类较多,对于设计而言,压型钢板的截面特性没有现成的查询工具及有效的计算软件。随着理论研究与实践的不断深入,规范涉及压型钢板的计算方法也在不断的改进和更新,已有的设计资料存在一定的局限性,既不利于钢结构的发展,也不能满足设计需求。本文基于规范,对国内常用压型钢板分析计算汇总,给出压型钢板截面特性值表,为设计施工提供参考。     

压型钢板石膏基混凝土组合板的正截面抗弯承载力研究

为提高压型钢板混凝土组合板的节能环保性,将水泥混凝土层替换为基于β型半水石膏的石膏混凝土层。首先得到了石膏基混凝土层的推荐配合比及相应的物理力学性能,然后将其与压型钢板协同起来得到新型的组合板式构件。为确定压型钢板石膏基混凝土组合板的正截面抗弯承载力、得到抗弯纵筋的配制依据,从理论上提出了基于平衡原理的分析方法,并结合实例进行了试验研究。理论分析与试验研究都验证了新型组合板的可行性以及正截面抗弯承载力计算方法的合理性。     

超高层建筑压型钢板性能与工程应用研究

压型钢板-混凝土组合楼板作为一种新型的组合结构,因其能充分利用钢材与混凝土2种材料的优良特性而被越来越多地应用到大跨结构高层建筑中,有着广阔的发展前景。结合上海南京西路大中里的T1塔楼工程,对其所用压型钢板进行设计,特别是对其施工阶段截面受弯承载力和挠度进行验算,同时还对压型钢板-混凝土组合楼板进行了使用阶段截面受弯承载力、斜截面承载力、挠度和自振频率的验算,以确保工程所用压型钢板满足应用要求。     

双侧闭口型压型钢板混凝土组合构件轴压力学性能研究

双侧闭口型压型钢板混凝土组合构件由两侧放置的闭口型压型钢板和内部填充混凝土组成,内嵌于混凝土中的闭口型板肋既可作为钢板与混凝土之间的连接件,保证两者的共同工作,又能有效降低钢板的宽厚比,提高闭口型压型钢板的屈曲承载力。相比传统的双钢板混凝土组合构件,双侧闭口型压型钢板混凝土组合构件无需额外的连接件即可实现钢板和混凝土的共同工作,增加了施工的便利性和高效性,同时保持了双钢板-混凝土组合构件的性能优势,在工程中具有广阔的应用前景。采用有限元方法分析了闭口型压型钢板混凝土组合构件在轴压荷载作用下的受力全过程,包括混凝土截面的应力分布、压型钢板板带的应力发展过程及屈曲性能;通过试验结果和理论分析明确了板肋在混凝土中的嵌固作用;研究了压型钢板布置形式、混凝土强度等级、钢材屈服强度、钢板厚度(板带宽厚比)和构件厚度等参数对双侧闭口型压型钢板混凝土组合构件轴压性能影响规律。通过对双侧闭口型压型钢板混凝土组合构件受力全过程的分析,可以得到以下结论:闭口型板肋将压型钢板分成若干个板带,各板带单独发生受压屈曲,改变了钢板整体受压屈曲的方式;混凝土能够对嵌入的闭口型板肋提供足够的嵌固作用,使得压型钢板与混凝土能够共同工作;嵌入混凝土中的闭口型板肋为压型钢板板带提供了可靠的边缘嵌固和支撑,使得闭口型压型钢板仅在板带上发生局部弹性屈曲,且能够发展屈曲后强度,压型钢板板带的屈曲后强度可以采用有效宽度法计算;闭口型板肋嵌于混凝土中使得板肋附近混凝土的应力分布不均匀,并对两侧板肋之间的混凝土产生一定的约束作用,但截面上并未形成明显的约束区和非约束区;双侧闭口型压型钢板混凝土组合构件轴压承载力可由混凝土抗压承载力和考虑屈曲后强度的压型钢板承载力叠加获得;压型钢板布置方式对构件的轴压承载力没有明显影响,构件各组成部分的材料强度、墙体厚度和压型钢板厚度对其轴压承载力和延性影响明显。     

钢-闭口型压型钢板轻骨料混凝土组合梁受力性能试验研究

完成了8个钢-闭口型压型钢板轻骨料混凝土组合梁试件的静力试验,对组合梁受力性能进行了研究。试验中详细考察了钢-闭口型压型钢板轻骨料混凝土组合梁在不同名义剪跨比、不同栓钉布置形式下的受力过程、裂缝发展、破坏形态和型钢、钢板与混凝土应变发展过程、跨中弯矩与跨中挠度以及型钢与组合板端部滑移发展情况;根据对试验结果与现行规范所建议方法计算结果的对比分析,提出了钢-闭口型压型钢板轻骨料混凝土组合梁的受弯承载能力以及受剪承载能力计算方法。研究结果表明,钢-闭口型压型钢板轻骨料混凝土组合梁试件的破坏形态主要表现为弯曲剪切破坏,组合梁具有较好的承载能力和延性,在80%Pu后,组合梁界面才表现出明显的滑移现象,截面不满足平截面假定。研究还表明,即使组合梁试件按照我国现行规范计算所得连接程度较小时,也具有较高的受弯承载能力。同时,为考察组合梁动力特性,对8个组合梁试件的前三阶自振频率和阻尼比进行了试验测试,测试结果表明组合梁阻尼比较     

GFRP面板-冷弯薄壁型钢组合梁受弯性能试验研究

土木工程领域通常采用的纤维增强复合材料夹层结构主要以模量较低的轻质材料作为芯材,使其设计承载力由截面刚度控制,而非强度控制,限制了纤维增强材料强度的充分发挥。为此,提出一种轻质、高强的玻璃纤维增强复合材料（GFRP）面板-冷弯薄壁型钢组合梁（GCS组合梁）,该组合梁由GFRP面板与夹层轻质泡沫和冷弯薄壁型钢组合而成,薄壁型钢和纤维面板之间采用剪力键（抽芯铆钉）连接。通过四点弯曲试验探讨了该组合梁的破坏模式、荷载-位移曲线和应变分布的发展规律,并与传统夹层梁进行对比,分析了有无薄壁型钢增强、薄壁型钢开口方向、界面增强方式等参数对组合梁弯曲性能影响。研究结果表明：GCS组合梁具有良好的刚度和承载能力。相对于传统复合材料夹层梁,其正常使用极限状态（挠度限值L/250）和承载力极限状态下对应荷载分别提高了306.2% 和157.5%;不锈钢抽芯铆钉能有效抑制GFRP面板与压型钢板界面剥离裂纹扩展,显著改善GCS组合梁的变形能力。研究为该组合构件的加工设计与实际工程应用提供参考。     

压型钢板组合楼板承载力的有限元分析

压型钢板组合楼板是 2 0世纪发展起来的一种新型结构形式。它具有显著的优势 ,如轻质、高强 ,施工快捷等 ,将在未来的建筑领域中大有作为。组合楼板的承载力主要取决于钢板 -混凝土界面处的抗剪强度。建立了一个二维有限元模型来研究单向组合板的性能。并将计算结果与试验数据进行对比 ,验证了模型的有效性     

组合楼板抗火性能研究现状及有限元分析

指出压型钢板-混凝土组合楼板是一种十分合理的结构形式,能充分发挥两种不同材料的受力性能,对压型钢板-混凝土组合楼板抗火性能研究现状及其非线性有限单元法分析的基本理论做了介绍,以推广压型钢板-混凝土组合楼板的应用。     

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。     

Web crippling behaviour of laterally restrained cold-formed steel re-entrant profiled deckings

Web crippling failure is often found to be critical in cold-formed steel profiled deckings during construction of composite slabs. Therefore, accurate prediction to the web crippling resistances of profiled deckings over internal supports under hogging moment is highly desirable. This paper presents an extensive experimental investigation into the structural behaviour of laterally restrained re-entrant profiled deckings under concentrated loads. A total of 104 web crippling tests on fully supported re-entrant profiled deckings with nominal yield strengths at 235 and 550 N/mm² are carried out to provide data for direct comparison with design resistances obtained from codified design rules. It should be noted that in the past, little attention has been paid to establish the lateral restraint condition of profiled deckings under concentrated loads in tests. Hence, local section distortion or ‘section spreading’ is often observed in tests but seldom dealt with rigorously during design development. In the present study, effective lateral restraints are provided to the test specimens in order to fully mobilize the web crippling resistances of the profiled deckings. It is found that the measured web crippling resistances are typically 20%–40% higher than those obtained from the codified design rules given in BS5950: Part 6, Eurocode 3: Part 1.3 and the North America Specification, depending on the steel grades and thicknesses, the load bearing lengths as well as the loading conditions.

In general, both BS5950 and Eurocode 3 give conservative web crippling resistances for re-entrant profiled deckings with both low and high strength steel under internal and end loading conditions. Moreover, the corresponding resistance factors determined according to a codified reliability analysis are considerably larger than the required values. Thus, the design rules are reliable and conservative, although they tend to be very conservative for profiled deckings under end loading condition. However, an examination on the design rules given in the NAS shows that only some of them are applicable to predict the web crippling resistances of low and high strength steel re-entrant profiled steel deckings. The design rule for IOF condition always gives both conservative and reliable resistances for both low and high strength steel profiled deckings, compared to the measured values. The design rule for EOF condition is also found to be both conservative and reliable for low strength steel profiled deckings only, but not for high strength steel profiled deckings. The design rules for ITF and ETF conditions are not applicable for both low and high strength steel profiled deckings according to the reliability analyses.

It is demonstrated that a set of new design rules specifically for re-entrant profiled deckings is needed for both improved efficiency and reliability. Moreover, the comprehensive set of test data is readily adopted to calibrate both finite element models and design expressions in subsequent studies.     

高层型钢混凝土底部大空间转换层结构性能研究

提出在底部中大开间（或小跨重载）的多高层建筑中，优先采用型钢混凝土转换粱及其底部大开间的型钢混凝土结构体系，对底部开间较大的高层、超高层建筑，可采用型钢混凝土结构及预应力型钢混凝土空腹桁架转换结构体系。为此，进行了型钢混凝土底部大开间梁式托柱转换层结构，与普通钢筋混凝土相应结构模型的竖向荷载和低周反复水平荷载对比试验，以及部分构件采用型钢混凝土的预应力型钢叠层空腹桁架转换结构与普通钢筋混凝土相应结构模型的竖向荷载和拟动力对比试验，提出了型钢混凝土底部大开问及转换层结构体系的部分设计建议，取得了卓有成效的成果。本文研究成果成功地应用于三个实际工程，取得了显著的社会和经济效益。     

某多层钢框架新型楼板设计实例分析

以某扩建工程为例,介绍了压型钢板+OSB板的建筑做法,深入分析了此类新型楼板的结构设计原则以及压型钢板的几何尺寸的优化确定方法,为今后多层钢框架压型钢板+OSB板新型楼板的工程设计提供了借鉴依据。     

恒大山水城酒店圆桌会议厅钢屋架结构设计

本文较详细地介绍了某酒店圆桌会议厅钢屋盖结构的设计过程,该屋盖由4种不同型号的Q345B焊接工字形钢梁和压型钢板组成,保证了整个结构的强度、刚度和稳定性。文中应用MIDAS软件对空间模型进行整体计算,并运用ANSYS软件对梁柱复杂节点进行有限元数值模拟,相关设计方法可供同类工程参考。     

Bending strength of hybrid cold-formed steel beams

For the purpose of determining the load-carrying capacity of cold-formed steel structural members, the effective width approach has been used. Since most studies were limited only to the structural members, which were assembled from the same material in a given section, this investigation was concentrated on a study of structural strength and behavior of hybrid cold-formed steel beams subjected dynamic loads. An investigation was also conducted to study the validity of effective design width formulas for the design of these specimens. The materials used in this study were 25 AK and 50 SK sheet steels. A total of 72 spot-welded closed-hat sections were tested under different strain rates. The results showed that the structural strengths including yield moment and ultimate moment of hybrid cold-formed steel beams increase with increasing strain rates. In the determination of the strength of hybrid sections, the effective cross-sectional area calculated on the basis of the dynamic yield stresses can be employed. A design procedure was also developed to compute the member strength of hybrid beams.