冷弯薄壁型钢-混凝土组合梁局部屈曲性能研究

通过理论分析提出了冷弯薄壁型钢—混凝土组合梁钢梁腹板及翼缘的局部屈曲简化计算模型。继而在简化计算模型的基础上应用能量法分别求出了腹板及翼缘的弹性临界屈曲应力。结果表明,内填混凝土的存在有效地提高了腹板及翼缘的屈曲应力,改善了腹板及翼缘的局部屈曲性能。     

帽形冷弯薄壁型钢混凝土组合梁的试验研究

为探讨帽形冷弯薄壁型钢 混凝土组合梁的受力和变形性能 ,对三根足尺组合梁试件进行了两根简支、一根两跨连续梁的静力加载试验。详细介绍了三根试件的试验情况 ,依据钢结构规范中的等效矩形应力图法验证了该结构形式的可行性与可靠性 ,提出了尚待研究的问题 ,并对试验结果进行了对比分析     

冷弯薄壁型钢—混凝土组合梁的试验研究及应用

对冷弯薄壁型钢—混凝土组合梁进行了试验研究.成果已经成功地应用于2幢高层建筑楼层结构的设计,取得了良好的技术经济效益和社会效益.     

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。     

冷弯薄壁型钢-胶合木组合梁受剪性能研究

钢-木组合梁是由两个冷弯薄壁C型钢和胶合木通过结构胶粘结而成的,研究影响该类组合梁的受剪性能的因素。以薄壁C型钢截面面积和剪跨比为参数,进行了3组钢-木组合梁受剪试验研究,分析组合梁的变形过程、破坏形态及承载能力,再通过有限元软件ABAQUS进一步系统地对薄壁C型钢截面面积、胶合木截面尺寸和剪跨比等影响因素进行参数分析,研究应变分布情况和破坏机理,结果表明剪切破坏和开胶破坏是组合梁在弯剪段发生破坏的主要形式;增大薄壁型钢截面面积和胶合木截面尺寸均能提高组合梁抗剪能力,而增大剪跨比会导致发生剪切破坏的组合梁抗剪承载力降低。     

冷弯型钢钢管混凝土的应用研究

由于冷弯型钢具有焊缝少、制作简单等一系列优点，已在建筑结构中取得了广泛应用，本文首先探讨了冷弯型钢钢管混凝土存我国的应用前景，并简要介绍了福州大学最近进行的一批冷弯型钢钢管混凝土的试验和理论研究成果，最后建议了冷弯型钏钢管混凝上的构件承载力计算方法，供有关工程实践参考。     

带外覆材料的冷弯型钢墙体框架的单调剪切试验研究

研究带外覆墙体材料的冷弯型钢墙体框架在单调剪力作用下的结构强度。墙体试件采用1.0和2.0两种长宽比。试件分别采用石膏板、硅酸钙板、定向刨花板3种不同外覆材料和9,12mm两种不同厚度。给出了每个试件的极限强度、刚度、耗能能力和延性比。最后提出与整体墙体外形相似的冷弯型钢墙体框架的延性比。     

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。     

冷弯型钢钢管混凝土的应用研究

由于冷弯型钢具有焊缝少、制作简单等一系列优点,已在建筑结构中取得了广泛应用,本文首先探讨了冷弯型钢钢管混凝土在我国的应用前景,并简要介绍了福州大学最近进行的一批冷弯型钢钢管混凝土的试验和理论研究成果,最后建议了冷弯型钢钢管混凝土的构件承载力计算方法,供有关工程实践参考。     

冷弯薄壁型钢-重组竹组合工字形梁受弯性能研究

冷弯薄壁型钢和重组竹通过结构胶复合成工字形截面的钢-竹组合梁,以翼缘竹板厚度、型钢壁厚、梁宽、梁高为主要参数,对9根钢-重组竹组合梁试件进行弯曲性能试验,观察各级荷载作用下型钢及竹板的应变变化、组合梁挠度的发展,分析组合梁的破坏过程、破坏形态及破坏机理,探讨组合梁的抗弯承载力,并提出组合梁承载力计算方法。研究结果表明,基于重组竹的钢-竹组合梁整体工作性能好,组合效应显著,其受力过程呈现出明显的弹性、屈服、开裂、极限四个阶段,表现出较好的延性,同时具有较高的承载力,组合梁的承载力计算结果与试验值吻合良好,误差在10%以内。     

Large-scale test of symmetric cold-formed steel (CFS)-concrete composite beams with BTTST enhancement

A new connection device, based on bent-up tab shear transfer enhancement called bent-up triangular tab shear transfer (BTTST), has been studied through a symmetric cold-formed steel (CFS)-concrete composite beam subjected to a static bending test. BTTST provides an alternative connector system unique to CFS where CFS sections are usually thinner than hot-rolled sections and welding of headed-stud shear connectors is inapplicable. Coupled with the back-to-back arrangement of two CFS channels where symmetricity of the built-up section is restored, the resulting composite floor system has been proven to possess adequate strength and stiffness properties under static loads. The work has shown that the predicted values of the flexural capacities calculated using a new equation of shear capacity of BTTST agrees reasonably well with the experimental values.     

Test of shear transfer enhancement in symmetric cold-formed steel-concrete composite beams

An experimental programme was conducted to study the strength and behaviour of a bent-up tab shear transfer enhancement. Sixty eight push-out test specimens of cold-formed steel lipped channel sections (CFS) embedded in concrete planks which make use of the new proposed shear transfer enhancement called bent-up triangular tab shear transfer (BTTST) were tested in this programme. This paper summarises the results of the experimental study and develops an expression in order to predict the innovative shear transfer enhancement mechanism, BTTST in a new type of precast composite beam comprising CFS embedded in a precast concrete plank. The results show that specimens employed with shear transfer enhancements increase the shear capacities of the specimens as compared to those relying only on a natural bond between cold-formed steel and concrete. In this investigation, BTTST provided better performance in terms of strength. Furthermore the effects of different angles and sizes for BTTST, different thickness for CFS and different strengths for concrete are also discussed. It is concluded that the proposed shear transfer enhancement has sufficient strength and is also feasible.     

侧向扭转屈曲时冷成型钢梁的特性及设计

建筑物中越来越多地使用冷成型钢梁作为楼板的辅助及受力构件,其在没有足够侧向约束时的性能和瞬时承载力将受到侧向扭转屈曲的影响。以往对侧向扭转屈曲的研究主要针对热成型卷边钢梁,因此需要对简单支撑下相同弯曲度冷成型卷边槽钢梁的特性进行数值模拟。采用业内广泛认可的有限元分析软件ABAQUS进行建模,对不同条件下冷成型钢梁微单元的侧向扭转屈曲性能和承载力进行分析和模拟。将瞬时承载力结果与冷成型钢结构规范中当前设计准则的预测结果进行比较并对其进行适当的修正。欧洲的设计规范较为保守,而澳大利亚、新西兰和北美的设计规范则较为宽泛。基于有限元分析结果,对规范中的瞬时承载力设计公式进行修正。阐述了参数分析的细节问题,修正了当前设计规范,提出了侧向扭转屈曲时冷成型卷边槽钢梁的新设计准则。     

卷边加强冷弯型钢梁局部和畸变屈曲

设计时,应重点考虑冷弯型钢构件的屈曲特性及其导致的有效性损失,以保证结构的经济性。数值模型改进后,能够反映考虑几何缺陷、材料非线性特性、后屈曲性能等因素的冷弯型钢梁的真实屈曲特性。针对侧向约束下冷成型Z型钢梁,采用已有的有限元模型,研究钢梁卷边及其与受压翼缘的相互作用对后屈曲特性的影响。利用卷边翼缘宽度比以及卷边倾角,观测局部屈曲、畸变屈曲和局部/畸变屈曲相互作用下截面抗弯刚度的变化。评估了EC3中适用于冷成型Z型钢梁局部和畸变屈曲的设计方法的有效性。总体而言,采用EC3计算的截面抗弯刚度并不保守。指出其中的不足并提出改进建议,改善卷边受压翼缘的失稳系数。     

非连续连接的叠层钢梁试验研究

针对集装箱建筑中出现的叠层钢梁,设计了一种新型连接件.为考察这种新型叠层钢梁的受力性能,设计了一根3 m跨度的叠层钢梁,通过受弯试验,得到极限荷载、挠度、应变分布、滑移和破坏模式.试验结果表明,采用这种新型连接件的叠层钢梁具有很好的整体受力性能,整截面的受力趋近于平截面假定;连接件在整个加载过程中未发生明显变形;叠层钢梁试件的破坏形态为平面外失稳破坏;采用这种新型连接件的叠层钢梁能够满足集装箱建筑的设计需要.     

压型钢板—混凝土组合楼板剪切粘结承载力试验研究

组合楼板作为一种新型的楼板结构形式被日益广泛地采用。其破坏模式主要有弯曲破坏与剪切破坏。本文针对剪切破坏的主要破坏模式纵向水平剪切粘结破坏。通过理论与实验两方面进行研究 ,并针对我省常用的板型 YX- 76- 34 4- 6 88提出组合楼板的纵向水平抗剪公式 :Vubh0=134 .3ρh0L′+0 .0 44 fc以为我省组合楼板的应用提供参考。     

不同钢骨含钢率的钢骨混凝土梁抗弯性能试验研究

对工字钢为对称放置的四个不同钢骨含钢率、纵筋配筋率的钢骨混凝土梁进行了抗弯实验。根据试验结果与理论分析对不同用钢量的钢骨混凝土梁进行了对比、分析,讨论了国内外几种受弯承载力计算公式,认为合理的含钢率为5%～8%,在合理的含钢量范围,构件的抗弯能力与含钢率成正比。     

局部屈曲或局部和畸变屈曲综合作用下冷弯型钢梁的有限元模拟

有限元法可以解决冷弯钢梁复杂的相关联屈曲问题,其中包括很多重要的关键因素:几何缺陷、材料非线性和后屈曲等。也是该方法与其他分析方法的不同之处。根据特定的冷弯Z型钢梁的材料和几何非线性建立了两类研究屈曲性能的有限元模型。其中,一个模型用于分析局部和畸变屈曲综合作用,而另一个仅用于分析局部屈曲。通过先前的四点弯曲试验证实了有限元模型的有效性。利用ABAQUS软件,模拟了一个简化的试验装置。在局部屈曲有限元模型中,通过在梁翼缘角部设置弹簧以防止畸变屈曲。由于更多的模型与试验结果相吻合,证实了对承载力和变形的预测。未来的研究将优化有限元模型,以得到侧向受约束的冷弯型钢梁不同的屈曲形式,如:局部,畸变或局部与畸变综合作用。     

Simplified nonlinear finite element analysis of buildings with CFS shear wall panels

The use of panelized cold-formed steel framing as the primary structural system has become increasingly popular for low- and mid-rise residential and commercial construction. The primary load-resistant elements in such framing are the structural panels built with uniformly spaced cold-formed steel studs and covered with structural sheathing. By taking advantage of in-line-framing, the framing members can be designed manually by using load tables published by manufacturers or spreadsheets developed in-house. In the case where the overall behaviour of the structure is needed, a finite element analysis has to be carried out. Conducting a finite element analysis for such types of buildings can be time consuming due to the large number of elements involved in modeling the framing member and structural sheathing. In this paper we present a simplified approach for analyzing cold-formed steel buildings by using finite element methods. In the proposed method, a typical 1.2 m wide wall panel which is built with cold-formed steel studs and structural sheathing is modeled by a 16-node shell element having equivalent material properties. In addition, the nonlinear behaviour of shear wall panels is simulated by a stiffness degradation factor. Compared to the conventional finite element method, a lesser number of elements will be used in the proposed method for modeling a building structure. The accuracy and efficiency of the proposed method are demonstrated through the comparison of results of the proposed and the conventional method on single shear wall panels. In addition, an example of nonlinear analysis for a three-storey building is presented.