冷弯型钢抗弯框架的延性研究

对地震作用下抗弯框架中冷弯型钢构件的选用进行研究。冷弯型钢构件的主要不足是薄壁单元的平面外刚度很小,延性也很差。抗弯框架的主要构件为梁、柱及梁柱节点。在抗震框架中,梁能提供足够的延性,而其他单元主要受弹性域的限制。研究了带弯曲翼缘的新型冷弯型钢梁性能,并与传统钢梁比较。新型梁柱节点包含一个节点板,它能限制节点传递来的力引起的平面外变形。通过有限元分析,研究了新型冷弯型钢梁及梁柱节点的性能。结果表明:新型梁构件及节点的延性比传统冷弯型钢框架单元更好。     

冷弯薄壁型钢构件的直接强度设计法

受压或受弯的冷弯薄壁卷边槽钢有板件局部屈曲，截面畸变屈曲和整体弯曲屈曲或弯扭屈曲三种模式。本文着重介绍板件的相关屈曲和计算截面畸变屈曲应力的方法并阐述了三种屈曲模式之间的相关关系。指出用传统的有效截面设计法计算受压和受弯冷弯薄壁卷边槽钢承载力的弊端，较详细地说明了用构件全截面计算的直接强度设计法。     

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.     

冷弯型钢C形截面受弯构件平面内稳定性能研究

为了研究冷弯型钢受弯构件平面内的稳定性能,对直卷边和斜卷边的冷弯型钢C形截面受弯构件分别进行了试验研究和有限元参数分析。试验研究和有限元分析均包含构件纯弯和非纯弯两部分。研究结果表明,多数构件在非纯弯作用下的抗弯承载力高于纯弯作用下的,但也有部分以局部和畸变相关屈曲为主的构件在纯弯作用下的抗弯承载力略高。屈曲模式是影响构件抗弯承载力的重要因素,构件以畸变屈曲为主时,非纯弯作用下的抗弯承载力明显高于纯弯作用下的。     

冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能研究综述

对冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能的研究进行了较全面的综述,介绍了冷弯薄壁型钢组合墙体的构成,汇总了国内外对冷弯薄壁型钢组合墙体的研究进展,总结了冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能的影响因素,并列出了冷弯薄壁型钢组合墙体承载力计算公式。     

冷弯薄壁型钢C形截面构件受弯承载力试验研究

为了研究冷弯薄壁型钢构件的受弯性能,对卷边形式为直卷边、斜卷边和复杂卷边的冷弯薄壁型钢C形截面受弯构件进行了试验研究。共计24个试件,分为12组试验,其中纯弯试验和非纯弯试验各6组。试验结果表明,卷边形式是影响构件受弯承载力的重要因素。试验中出现了局部屈曲、畸变屈曲以及局部和畸变的相关屈曲。对比两种受弯状态下的承载力发现,非纯弯时试件的承载力比纯弯时均有所提高,但提高的幅度和试件的屈曲模式有关,当发生畸变屈曲时提高得较多,而发生局部屈曲时提高得较少。利用有限元程序ANSYS对试验进行模拟,模拟结果与试验结果吻合较好。     

冷弯型钢梁柱抗弯节点受力性能的影响

本文采用有限元分析方法，以螺栓直径和螺栓间距、C型钢屈服强度、厚度和截面高度、节点板厚度等为参数。建立梁柱抗弯节点的三维非线形有限元模型，对影响节点受力性能的因素进行分析，并在此基础上对这种连接节点提出了设计建议。     

加劲冷弯薄壁型钢Z形截面受弯构件有限元分析

为了研究卷边形式对加劲冷弯薄壁型钢Z形截面受弯构件抗弯承载力的影响,在纯弯和非纯弯状态下,对(短、长)直卷边和(短、长)斜卷边加劲冷弯薄壁型钢Z形截面构件进行了有限元分析,分析结果表明:卷边形式是影响构件抗弯承载力的重要因素,构件在非纯弯状态下的抗弯承载力均高于纯弯状态下的抗弯承载力。     

冷弯型钢梁柱抗弯节点受力性能的影响

采用有限元分析方法,以螺栓直径和螺栓间距、C型钢屈服强度、厚度和截面高度、节点板厚度等为参数,建立梁柱抗弯节点的三维非线性有限元模型,对影响节点受力性能的因素进行了分析,并在此基础上对这种连接节点提出了设计建议。     

Ductile moment-resisting frames using cold-formed steel sections: An analytical investigation

This paper presents an investigation on the potential use of cold-formed steel sections (CFS sections) in moment-resisting frames (MRFs) for seismic applications. The main limitation of CFS sections is the low out-of-plane stiffness of their thin-walled elements which leads to low ductility. The main components of MRFs are beams, beam-column connections and columns. In earthquake resistant MRFs, the beams are designed to provide considerable ductility, whereas the other elements are mainly limited to their elastic range. The performance of a new shape of CFS beam with curved flange is examined analytically and compared with that of conventional shapes. The proposed beam-column connections include through plates which potentially limit the out-of-plane action of the forces transferred through the connections. The behaviour of both individual CFS beam sections and CFS beam-column connections is studied by means of finite element analysis (FEA). The results of the analyses show that the new beam cross sections and connections exhibit a good ductile behaviour, something which cannot be achieved by conventional cold-formed frame elements.     

An integrated thin-walled steel skeleton structure (two full scale tests)

The increased popularity of cold-formed thin-walled steel sections in housing construction has lead to an increased interest in the development of thin-walled frame buildings in accordance with seismic requirements. This paper investigates appropriate details for the main frame elements of a thin-walled building structure. Some of the proposed details are tested by two full scale one-storey frames under gravity and lateral cyclic loads. The results show that this type of structure offers a good potential for earthquake resistant construction, but more thorough studies are needed.     

采用遗传算法编程的公式计算冷弯型钢构件的扭转屈曲应力

研究的主要目的是开发一种基于遗传算法编程的计算公式,用于计算压力作用下冷弯型钢构件的弹性扭转屈曲应力。计算和试验中所采用的数据,是从各类文献中收集而来的。提出2个基于遗传算法的公式,用以预测冷弯C型钢的弹性扭转屈曲。将计算结果与其他研究人员和其他方法的分析结果相对比,证实这种计算公式是准确的。结果显示在预测冷弯C型钢截面的弹性屈曲应力方面,遗传算法编程非常具有发展前景。     

典型钢框架结构节点的动态力学性能与延性分析

采用ABAQUS有限元软件分析了典型钢框架节点（狗骨式节点、端板螺栓连接节点和T型钢连接节点）抗倒塌性能,通过改变冲击荷载大小得到节点的荷载-位移曲线关系,从而得到节点的动态力学性能。分析结果表明,对于不同类型节点,在冲击荷载作用下均未形成悬索机构,且翼缘削弱部分和螺栓连接是梁柱子结构中的薄弱环节。提出了采用节点延性系数评估连续倒塌过程中节点延性的方法,定义不同类型节点结构动力荷载下的极限转动能力θmax 与结构开始形成悬链线效应所达到的转角(θc)比值为节点延性系数。当节点延性系数大于1.0时,表示该节点结构能够形成悬链线效应,进入悬索作用阶段;延性系数越大,结构的安全储备越大。节点延性系数可以用于结构抗连续倒塌设计,评估结构是否考虑悬链线效应,以便对结构进行经济、合理的设计。     

冷弯型钢桁架的强度和性能研究

对13个冷弯C型钢制成的全尺桁架构件进行了试验,分析了多种不同的加固方法以分析其对此截面性能提高的效果。采用集中点荷载给构件加载,模拟屋顶桁架的真实受力条件。结果显示:邻近踵板的上弦杆的局部屈曲是结构的主要破坏模式。板的畸变或蠕变会发生在没有充分加固的踵板处。研究还发现螺距的增加也会使得截面承载力增强。对连接踵板的上弦杆,踵板加劲肋和浅肋加劲板之间的踵连接的加固,能很明显地提高桁架的性能。同时采用了交互式设计公式和CSAS136-07中推荐的直接强度法对上弦杆进行了梁柱分析。     

冷弯不锈钢管T形节点的试验研究

对冷弯不锈钢管T形节点进行试验研究,这些节点由方矩形中空截面的支撑和弦杆构成。对高强不锈钢（双相和高强度奥氏体）和普通强度不锈钢（AISI304）构件进行了测试,共进行了22个试验。试验方法：将支撑对弦杆正面所导致的全部集中力,沿试件长度施加到弦杆上。支撑和弦杆的宽度比值（β）范围为0.5～1.0,这样可以观察到弦杆正面和侧面的失效模式。将试验结果与采用澳大利亚/新西兰不锈钢结构设计标准、CIDECT和欧洲碳素钢结构设计规范的设计方法相对比。对比结果显示：采用0.1%,0.2%,0.5%和1.0%的弹性极限应力作为屈服应力,按照这些规范计算出来的设计强度略微保守。相对而言,0.2%的弹性极限应力比较适用于预测不锈钢管T形节点在使用和极限状态下的设计强度。     

冷弯槽钢受弯时长细比限值试验研究

非弹性设计方法与弹性设计方法相比,其截面的允许荷载值较大,这是由于屈服应力沿截面高度进行了重新分布。塑性设计方法使得截面的塑性能力和塑性铰的转动特性得到充分发挥,从而使结构设计更为经济合理。冷弯槽钢在农业和轻工/商业中广泛用于门式刚架结构,塑性设计方法对这类结构非常适用,然而目前仅采用弹性设计方法对其进行设计。为突破设计规范的限制,对冷弯槽钢的非弹性弯曲能力进行了试验研究和数值分析,以建立相应的设计准则。设计准则采用热轧钢分类方法,将截面分为紧凑型、非紧凑型及细长型(根据澳大利亚规范),或1,2,3,4级(根据欧洲规范)。澳大利亚规范所预测的超过弹性极限范围的冷弯槽钢弯曲能力精确可靠。     

开孔冷弯型钢柱的试验研究

分析研究了开孔冷弯型钢柱的弹性屈曲和试验响应间的关系。对24个腹板开孔和不开孔的短柱和柱进行了压力试验。利用壳单元建模,对每一个构件都进行了有限元屈曲分析,从而可以获取边界条件、局部开孔、扭曲和整体弹性屈曲反应对构件的影响。腹板上的开孔,可能影响构件局部和扭转屈曲的半波长度,同时可能会导致临界弹性屈曲荷载的改变。从试验结果分析可知,尽管在某些试验中出现了延性下降等现象,但总体而言,腹板开孔对试验构件的极限强度影响很小;同时发现,在局部和扭转屈曲中,弹性屈曲也与荷载-位移曲线有关。试验中对柱子采用摩擦轴承的边界条件,其中柱端磨平且直接由钢板传力。尽管构件的延性等问题还需要更进一步研究,但这种边界条件对于评估短柱和普通柱屈曲性能是有效的,而且还可以缩短试验构件的准备时间。