无比轻钢龙骨复合墙体受压承载力分析

无比轻钢龙骨结构是一种新型冷弯薄壁型钢建筑形式,其墙体是由桁架柱和墙板共同组成的复合墙体。将墙板对柱的约束作用简化为弹性支撑,基于弹性支撑模型,对于两端简支的轴心受压墙体,推导出了考虑剪切变形影响的屈曲荷载公式。对不带墙板和带墙板的无比钢墙体按足尺模型进行了受压试验,并将试验结果与理论值进行了对比,验证了理论公式的正确性。     

C形冷弯薄壁型钢切割短柱轴压试验

把辊轧成型的C形冷弯薄壁型钢构件切割成若干短柱，在短柱中将产生不同程度的歪曲变形，进而引起附加的初始几何缺陷。对10个切割而成的C形冷弯薄壁型钢短柱进行了轴压试验，并根据GB50018—2002计算了短枉的轴压承载力。结果表明：切割短柱在轴压力作用下，两翼缘为内收的歪曲破坏，腹板为局部屈曲破坏模式，短柱极限承载力仅为规范计算值的83％～89％。     

RL型截面冷弯薄壁型钢的畸变屈曲荷载算式

为了对RL型截面冷弯薄壁型钢的畸变屈曲作进一步研究,以既有研究成果为基础,根据广义梁理论推导了两端简支和固支边界条件下RL型截面冷弯薄壁型钢的畸变屈曲荷载计算式.通过求解矩阵的广义特征值,利用推导的算式计算RL型截面型钢构件在轴压、绕弱轴和强轴弯曲下的畸变屈曲荷载和屈曲半波长,并与有限条软件CUFSM分析结果和既有理论公式的解相比,结果表明所得算式具有较高的精度.公式推导过程和结论可以为工程设计和进一步研究中计算畸变屈曲荷载提供参考.     

开孔冷弯薄壁型钢柱弹性畸变屈曲分析

为方便生活辅助设施在墙体中通过,常在低层轻钢住宅结构中采用开孔冷弯薄壁型钢柱作为承重构件形式。近年来,许多学者对冷弯薄壁型钢构件畸变屈曲稳定问题开展了大量的研究工作。目前关于开孔柱构件弹性畸变屈曲应力计算方法是柱构件稳定性能研究亟待解决的关键问题。本文采用有限元方法与有限条方法相结合的手段,提出了基于全截面厚度折减的有限条分析方法及适用于设计规范的弹性畸变屈曲应力计算公式。分析表明：提出的相关计算方法可以用于开孔柱构件弹性畸变屈曲应力的计算。     

腹板开孔冷弯薄壁钢轴压构件畸变屈曲承载力试验研究

对26根屈服强度235MPa腹板开圆孔冷弯薄壁型卷边槽钢截面轴压构件进行畸变屈曲承载力试验研究,分析了构件屈曲模式和极限承载力,采用国家规范GB50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》计算构件承载力、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畸变屈曲模式;腹板开孔在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方法可计算开孔构件的畸变屈曲稳定承载力。     

新型冷弯翼缘闭合构件力学性能研究

为进一步利用空翼缘梁截面形式开展,抗弯、扭刚度大的特点,并进一步优化冷弯薄壁型钢构件的截面形式,适当改变空翼缘梁的截面构成参数,提出2种新型冷弯翼缘闭合截面．采用非线性有限元方法分析新型截面构件在轴压、弯矩和压弯荷载作用下的屈曲模式、变形特征、承载力、刚度等方面力学性能．分析表明：新型冷弯截面构件在承受轴压荷载时具有截...     

加斜撑冷弯薄壁型钢组合墙体的抗震性能

通过对竖向荷载作用下加斜撑冷弯薄壁型钢组合墙体的抗震性能试验研究,考察了墙体的受力特性、破坏模式和滞回性能,分析了覆面板对组合墙体滞回性能、延性和耗能能力的影响.结果表明:相同竖向荷载作用下,单面覆OSB板墙体较无面板墙体的抗剪承载力提高了38.79％;墙架柱轴压比为0.24较轴压比为0.16的单面覆OSB板组合墙体抗...     

带铅阻尼器冷弯薄壁型钢组合墙抗震性能试验

锁铆或自攻螺钉连接的冷弯薄壁型钢组合墙在低周往复加载试验中,滞回曲线"捏拢"现象较为严重、耗能能力较差.为减轻地震作用下冷弯薄壁型钢组合墙的破坏,提高结构体系的耗能能力,提出了一种带有铅阻尼器的冷弯薄壁型钢组合墙结构体系,并基于冷弯薄壁型钢组合墙的角部连接方式、面板铆钉间距及种类3种变量对其进行抗震性能试验研究.试验结果表明:加入铅阻尼器后,基于锁铆或自攻螺钉连接的冷弯薄壁型钢组合墙结构体系在低周往复荷载作用下,变形能力和耗能能力均有大幅度提升,刚度退化趋于平缓,损伤指数有较明显的降低,破坏形态也得到优化,但屈服荷载及峰值荷载略有降低;其次减小铆钉间距后,组合墙的屈服荷载、峰值荷载、峰值位移、抗剪强度得到一定程度的提高,但能量耗散系数差别不大;同时基于锁铆连接的冷弯薄壁型钢组合墙的屈服位移、屈服荷载、峰值位移、峰值荷载也明显高于基于自攻螺钉连接的冷弯薄壁型钢组合墙,延性及能量耗散系数相差不大.     

基于广义梁理论的非线性材料薄壁受压构件屈曲荷载计算方法

提出适用于非线性材料的广义梁理论屈曲荷载计算方法,并对不锈钢薄壁受压构件屈曲荷载进行计算验证。通过定义材料非线性应力应变关系和瞬时弹性模量,对传统线弹性广义梁理论进行修正,建立非线性材料薄壁构件受压屈曲荷载计算方法,推导不锈钢薄板受压局部屈曲、冷弯薄壁不锈钢卷边槽形柱畸变屈曲及箱形不锈钢长柱弯曲屈曲荷载计算公式,并与既有试验数据对比。经验证,线弹性分析方法不适用于不锈钢材料;提出的修正GBT法具有较高精度,且本构关系采用变形法则结果偏于安全,可用于不锈钢等非线性金属材料薄壁构件受压屈曲荷载的确定,为研究和设计提供理论指导。     

冷弯薄壁C形钢柱翼缘转动约束刚度简化计算

畸变屈曲是冷弯薄壁型钢构件的主要破坏模式之一,按翼缘模型计算其弹性畸变屈曲应力时需要确定腹板对翼缘的转动约束刚度.现有转动约束刚度计算公式较复杂,求解过程需要进行一次迭代.为了简化计算过程,提出了冷弯薄壁C形钢柱翼缘转动约束刚度简化计算方法.该方法在Lau和Hancock公式的基础上,结合我国《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018 2002）中关于腹板和翼缘局部屈曲系数的规定而导出的,并根据Lau和Hancock公式计算结果对其进行了修正.与有限条分析值对比表明：该方法可以准确、方便地计算转动约束刚度,能够应用于冷弯薄壁型钢C形截面柱的设计计算.     

新型轻钢龙骨体系墙体计算方法研究

无比钢结构是一种新型的轻钢龙骨体系,我国现有的结构软件无法直接对其进行设计和计算,采用有限元方法是目前进行结构分析较好的选择。本文介绍了无比钢墙体的组成及做法,提出了两种针对墙体的有限元建模方法,利用有限元分析软件包ABAQU S6.4对典型试验试件进行了分析,并与试验结果进行比较,验证了两种建模方法的正确性。以6层住宅楼为例,对典型墙体在竖向和水平设计荷载作用下的应力和最大水平位移进行了分析,结果满足设计要求,且两种方法所得结果十分接近,验证了两种建模方法的正确性和可行性,值得在以后的工程中推广使用。     

填充墙对钢框架在地表变形下作用效应的影响

通过SAP有限元数值模拟,分别对有ALC填充墙板和无墙板的双跨两层钢框架进行在地表变形作用下的结构计算．根据计算结果,对考虑填充墙板与否的两种情况下钢框架柱底变形值大小、柱底轴力以及框架梁跨中弯矩等结构作用效应进行研究,分析填充墙板对钢框架在地表变形下作用效应的影响．结果表明,填充墙对钢框架抗地表变形性能的影响是明显的．     

双洞口配筋砌块砌体框支墙梁试验

为研究双洞口配筋砌块砌体框支墙梁地震前后的受力模式,在拟动力子试验前后进行了底层框架配筋砌块短肢砌体剪力墙结构三层足尺模型的竖向力静载试验.试验结果表明:托梁与上部墙体表现出良好的协同工作能力,其工作模式为拉杆拱.通过对其在拟动力试验前后的受力模式进行了比较,可知带洞口配筋砌块砌体框支墙梁结构体系在墙体受到一定损伤时,并不会使墙梁的受力机理发生明显改变.     

两层新型轻钢结构足尺房屋振动台试验研究

对一种新型冷弯薄壁型钢结构体系——Websteel轻钢龙骨结构体系进行了足尺模型的模拟地震振动台试验研究,以了解该结构体系的动力特性与抗震性能。试验模型为2层、足尺的原型结构房屋,通过振动台试验,对其动力特性以及结构在不同输入地震波激励下的动力反应进行了测试与分析,为该结构体系的抗震设计提供了相关数据和参考。     

钢结构住宅结构体系经济分析

对多层钢结构住宅采用的两种典型结构体系进行了对比分析,研究了两种结构体系在竖向荷载和水平荷载作用下结构强度和体系的抗侧移性能,并对其用钢量进行比较．同时通过大型有限元软件ANSYS对两种结构体系的计算和比较分析,对多层钢结构住宅结构体系进行选择进行了初步探索,得到了一些有益的结论．     

轻钢构造柱中拉结筋作用性能的试验研究

对轻钢构造柱中的拉结筋在荷载作用下的作用性能进行试验研究,通过单向静力荷载试验,对比分析轻钢构造柱墙体和混凝土构造柱墙体中拉结筋的应力应变规律。试验结果表明,轻钢构造柱可对开裂后的墙体起到有效约束,改善墙体的破坏形态,轻钢构造柱拉结筋作用效果明显强于混凝土构造柱墙体。本文研究结果对轻钢构造柱的推广和应用提供了一些参考依据。     

竖向荷载作用下短肢剪力墙结构承载能力试验研究

短肢剪力墙结构是现今运用较普遍的抗侧力结构,为了研究这种抗侧力能力较好的结构在竖向荷载作用下的承载能力,以一个实际的短肢剪力墙工程结构为背景,选取靠近顶层附近的三层结构进行简化,结合结构模型试验的相似性原理,按照1:4的缩尺比例制作了一个三层两跨短肢剪力墙结构试验模型。通过在试验模型第二层楼板施加竖向均布荷载的试验表明,短肢剪力墙结构具有良好的承载性能,竖向荷载作用下墙肢整体受弯,连梁端部和墙板连接处为短肢剪力墙结构的薄弱区。结合试验结果阐述了短肢剪力墙中L型和T型截面在压弯复合作用下受力性能和破坏机理。     

新型梁柱-钢管混凝土板柱混合结构试验研究

新型梁柱-钢管混凝土板柱混合结构的特点是钢管混凝土柱-板节点处只承担竖向荷载,不出现或者出现较小的不平衡弯矩,同时提高节点抗侧移能力,避免地震时楼板发生冲切破坏,水平荷载则全部由抗震墙和梁柱框架承担.通过1个1/2比例钢筋混凝土梁柱-钢管混凝土柱无梁楼盖异型板(跨数少于3跨)结构模型试验,研究其在受竖向均布荷载和水平荷载作用下结构的受力性能.试验结果表明,楼盖系统的竖向承载力超出设计荷载的2倍以上,具有较高的安全储备;在重力荷载产生的剪力与板抗冲切承载力的比值(gravity shear ratio,GSR)超过0.8时,弹塑性层间位移角限值不小于2.25%,满足中国《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)中大震下结构侧移的要求,优于普通的无梁楼盖系统.     

钢板带加强型型钢混凝土低矮剪力墙抗震性能试验研究

为进一步改善一字型内置竖向型钢混凝土低矮剪力墙的抗震性能,设计和完成了2个剪跨比为1.0的钢板带加强型内置竖向型钢混凝土低矮剪力墙低周往复水平加载试验,并与1个未设置钢板带的内置竖向型钢混凝土低矮剪力墙进行对比分析。试验结果表明：钢板带的设置使剪力墙的水平承载力有显著提升,极限位移角提高20%左右,满足了相关规范极限位移角大于1/100的要求;钢板带的设置使试件破坏模式发生变化,总耗能有大幅度提升;钢板带的设置要适度,不能过强,以免形成新的薄弱区。     

关于钢板筒仓稳定计算的探讨

本文对影响钢板筒仓稳定的主要因素进行了分析，并提出了便于实用的计算公式。对于影响钢板稳定因素中竖直荷载作用于筒仓内壁这种荷载初偏心的影响，进行了深入研究和探讨。