C型轻钢龙骨墙柱动力性能的数值模拟分析

C型轻钢龙骨柱是轻钢龙骨墙中的主要承重构件,选取四类有代表性的截面形式,通过ANSYS对C型轻钢龙骨柱外包OSB板在低周反复荷载下墙柱的受力性能进行数值模拟分析,分析了轴压比、柱高、柱距、宽厚比对墙柱滞回性能的影响。结果表明,在不同的轴压比、柱高、柱距下,墙柱的承载力与截面的宽厚比并非呈简单的线性关系,需要综合考虑构件的屈曲等相关因素。     

轻钢龙骨复合墙体抗侧性能试验研究

通过对四片轻钢龙骨复合墙体在低周往复水平荷载作用下的试验,对轻钢龙骨复合墙体的抗侧性能进行了研究,分析了洞＇口,斜支撑、蒙皮对墙体抗侧力的影响,推荐了开洞复合墙体抗侧力影响系数的计算公式。研究表明,在考虑蒙皮作用下,轻钢龙骨复合墙体具有良好的抗侧性能,这种结构形式可以完全应用于多层住宅。     

火灾下腹板开孔轻钢龙骨墙体温度场数值模拟分析

采用有限元分析软件ABAQUS建立了腹板开孔轻钢龙骨围护墙体温度场分析模型,阐述了模型中的若干关键问题,如受火面与背火面边界条件,石膏板、岩棉和钢材的热工性能参数及材料间的接触条件等,并将模拟结果与相关试验结果进行对比。在此基础上,分析了相关参数对腹板开孔轻钢龙骨墙体背火面的最高温度和平均温度的影响规律。结果表明:该模型可有效模拟该类墙体在火灾下的温度分布;龙骨截面高度与石膏板层数及布置方式均可在较大程度上影响墙体背火面的最高温度与平均温度;腹板开孔排数只对背火面最高温度影响较大,对平均温度则影响不大。     

轻钢龙骨保温复合墙体传热系数的数值计算与分析

墙体传热系数是判断墙体材料保温性能的重要参数。本文以钢结构住宅用轻钢龙骨复合墙体体系为例,比较了二维数值计算方法与一维理论分析的差异,并通过大型墙体实验室测试进行验证。研究成果表明:轻钢龙骨保温复合墙体内的龙骨具有较高的导热系数,会引起整体传热系数的增加,在传统理论分析手算时,如果忽略其热桥效应,则会高估了材料整体保温性能。     

HF2轻钢龙骨复合墙体传热分析

以腹板开孔HF2轻钢龙骨复合墙体作为研究对象,进行传热性能分析,通过对比腹板开孔及不开孔HF2轻钢龙骨复合墙体的温度场、热流密度场及龙骨影响范围等,来研究腹板开孔对该墙体传热性能的影响,同时,对截面参数:龙骨高度、龙骨厚度、龙骨截面参数进行传热分析。研究表明,腹板开孔能有效降低热量损失;龙骨高度越大,龙骨厚度越小,利于提高墙体保温隔热性能;龙骨截面宽度不宜过大或过小。     

轻钢龙骨复合剪力墙结构抗火研究进展

冷弯薄壁型钢房屋建筑结构是公认的绿色与工业化建筑,在我国具有良好应用与发展前景,其相关抗火理论及设计方法得到国内外学者的高度关注。课题组从2003年开始冷弯薄壁型钢结构研究工作,提出了多层轻钢龙骨复合剪力墙结构体系,并对其展开系统试验与基础理论研究。针对轻钢龙骨复合剪力墙建筑结构的若干关键抗火问题,即冷弯薄壁型钢结构主要组成材料及连接件高温性能、冷弯薄壁型钢结构垂直与水平分隔构件耐火试验、数值与解析计算模型等方面,对课题组的最新研究进展进行了介绍,同时指出了今后尚需开展的研究工作。     

轻钢龙骨复合墙体抗剪能力的影响因素分析

轻钢龙骨复合墙体的抗剪性能与面板、自攻螺栓、斜拉钢带、钢骨架、墙体尺寸等因素有关。面板通过自攻螺栓与钢骨架连接成为一个整体,形成蒙皮效应,使复合墙体的抗剪能力得到很大提高。利用SAP2000的API接口大量计算了新型轻钢龙骨体系“无比钢”的标准墙构件的抗剪能力。求得标准墙构件的最大抗剪承栽力和相应的位移,并分析了各种因素对承栽力的影响。     

轻钢龙骨房屋抗震性能研究(Ⅰ)——滞回曲线模拟

采用Richard-Abbott模型,结合相关试验结果,通过Matlab编程,拟合出轻钢龙骨房屋滞回曲线和骨架曲线.结果表明:本文的数值模型能很好拟合具有捏缩效应的滞回曲线和骨架曲线,为进一步进行轻钢龙骨房屋抗震性能IDA分析提供了模型基础.     

轻钢龙骨房屋抗震性能研究(Ⅱ)——IDA分析

基于数值拟合的滞回曲线和骨架曲线模型,运用增量动力分析法,对结构进行了国内外20条地震记录作用下的动力分析,研究了轻钢龙骨房屋的抗震性能.研究结果表明:轻钢龙骨房屋结构具有承载力高、延性适中、抗震性能好等优点,能够作为普通住宅结构运用于我国广大的抗震设防地区.     

一种装配式悬挑轻钢模架施工平台受力性能分析

提出一种新型装配式悬挑轻钢模架施工平台体系,并依托实际工程分析其受力性能。建立简化承载力计算模型,进行轻钢模架支撑系统三维有限元分析,阐明施工平台体系结构的损伤过程和破坏模式,计算极限承载力。结果表明,该新型施工平台体系的破坏模式为三角架竖杆局部屈曲、斜杆失稳破坏;利用简化承载力计算模型计算所得的极限承载力与有限元模拟结果基本一致;该新型施工平台体系正常使用状态下结构安全可靠。     

沉管隧道钢鼻托梁承载力数值模拟分析

据现有文献,钢鼻托梁为首次在沉管隧道工程中应用,现阶段其结构设计为经验性预估得来,且上、下两个鼻托梁对接过程中受到导向装置传递的竖向作用力,因此有必要对钢鼻托梁在竖向荷载作用下的承载力进行三维精细化数值模拟分析,以掌握其极限承载力和刚度情况。本文经过数值模拟分析,得到了模型在竖向荷载作用下的荷载-位移曲线、极限承载力、最大应力和位移发生的位置,得出鼻托梁为受剪为主的构件,其刚度较钢剪力键大,存在剪力键先于鼻托梁翘曲和破坏的风险等结论,本文研究为钢鼻托梁在工程应用中推广和改进提供有益参考。     

基坑工程钢支撑系统的横向承载能力分析

本文以某工程事故为背景，根据薄壁杆件结构理论，以杆系结构非线性有限单元法和子空间迭代法等数值方法为计算内核，编制了工程应用软件。并采用软件对基坑工程中的钢支撑系统的横向承载能力进行了分析研究，对基坑支护工程的钢支撑系统的设计施工有一定的参考价值。     

竖向荷载作用下冷弯薄壁型钢墙架柱的承载力

采用有限元法对冷弯薄壁型钢住宅墙架柱在竖向荷载作用下的承载力进行了分析。通过对不带墙板墙架柱和一面石膏板、一面定向刨花板墙架柱试验试件在竖向荷载作用下的承载力、破坏模式和变形分析,验证了有限元法的正确性。采用有限元法分析了墙板厚度、柱间距、螺钉间距等参数对墙架柱承载力的影响。结果表明,当墙板厚度在11 mm以上时,增大墙板厚度不能提高墙架柱的轴向承载力;当墙架柱间距由400 mm增大到600 mm时,轴向承载力略有提高;当中间螺钉间距大于600 mm时,减小螺钉间距可显著提高墙架柱轴向承载力;当中间螺钉间距小于600 mm时,继续减小螺钉间距对轴向承载力的提高不明显。分析了冷弯薄壁型钢住宅中常用墙架柱在竖向荷载作用下的承载力,给出了这种墙架柱轴向承载力的设计建议。     

环形钢箱梁人行天桥荷载试验与承载能力分析

以某城市环形钢箱梁人行天桥为例,采用MIDAS/CIVIL建立空间有限元模型,对该桥的受力状态进行分析。为验证该桥的承载能力及刚度是否满足使用要求,对桥梁进行荷载试验,分析结构的承载能力。详细介绍荷载试验中测点的布置、加载程序以及静载试验效率,以挠度控制效率系数,达到0.96,满足规范要求。根据荷载试验的相关程序,得到试验测点各级加载的实测值,并将满载时各点的实测值与理论值进行对比分析,求得各测点的校验系数。经验算,结果与静载试验一致。     

钢管混凝土柱极限承载力可靠度校准分析

通过蒙特卡罗法对钢管混凝土柱极限承载能力进行可靠度计算,分析了材料性能、荷载组合、荷载比和含钢量对钢管混凝土柱可靠度的影响.计算结果表明CECS28:90规程的钢管混凝土柱极限承载能力公式安全度设置合理,满足GB50068-2001规范要求.     

双肢钢管格构柱水平抗侧性能研究

文章应用有限元法对双肢钢管格构柱进行了水平抗侧移分析.研究的重点放在腹杆布置形式对格构柱水平抗侧移能力的影响,同时分析了腹杆长细比、分肢长细比对水平抗侧移能力的贡献.为合理设计双肢钢管格构柱提供参考.     

高强冷成型钢开口截面轴压构件的高温后数值仿真与承载力研究

冷成型钢构件在经历火灾(高温)后,力学性能可能发生衰减,需要关注其承载力的变化并做出准确评估.因此,在现有高强冷成型钢过火后材性与构件测试结果的基础上,通过数值仿真模拟预测构件经历不同温度后的力学行为.通过参数分析,开展开口截面承压构件过火后性能分析,研究高温后的构件长细比、截面形式对承载力和破坏模式的影响,评估常温构件设计方法的适用性.有限元建模和参数分析的结果表明:(1)冷成型钢构件材性的衰减不是影响其过火后性能的唯一因素,在特定温度段须考虑重量折减;(2)高温后长细比与构件破坏模式的关系与常温构件相似;(3)纵向加劲,特别是腹板加劲能够显著改善常温及过火后构件的承载能力;(4)常温构件承载力计算方法(直接强度法)整体上过高地估计了高温后构件的承载力,需引入高温后的构件几何缺陷.     

钢管混凝土柱局部承压下的有限元分析

在理论分析的基础上,采用有限元软件ANSYS对钢管混凝土柱局部承压的力学性能和工作机理进行分析.观察并研究了钢管混凝土短柱在轴心压力作用下纵向力与纵向应变关系、破坏机理等,发现钢管混凝土的外钢管对混凝土有明显的约束作用,可提高整体的局部承压强度.     

轻钢蒙皮结构墙板支撑钢柱的侧向稳定分析

分析了组合体墙板的应力蒙皮效应对轻钢钢柱侧向稳定的影响,探讨了组合体墙板体系的3种等效弹性支撑刚度,运用势能驻值原理推导了考虑组合体墙板蒙皮效应的钢柱平面外计算长度系数,并给出了考虑该效应的柱顶临界轴力计算方法及组合体墙板的相应截面与规格要求.通过对计算结果的分析可知,该法作为组合体墙板设计方法是合理可行的,可为工厂设计提供参考.