螺栓垫板连接式双肢冷弯C形钢门式刚架抗震性能研究

双肢冷弯C形钢门式刚架是一种新型组合截面门式刚架结构体系,该结构的构件通过垫板和高强螺栓将冷弯型钢拼合成双轴对称截面,便于梁柱节点的连接,有效提升了构件的承载能力。对5个刚架进行拟静力试验,对11个刚架进行有限元分析,以分析梁腹板高度、C形钢厚度、柱翼缘宽度、柱腹板高度、节点板厚度、屋面坡度和刚架跨度7个参数对双肢冷弯C形钢门式刚架破坏形态和抗震性能的影响。分析结果表明,C形钢厚度、柱腹板高度、柱翼缘宽度、刚架跨度对双肢冷弯C形钢门式刚架抗震性能影响显著,并根据正交试验分析结果发现了影响该类结构极限承载力和柱顶破坏位移的参数顺序,得到了两项结果最大时的参数组合,推导出了在适用范围内刚架抗震性能特征极限承载力和柱顶破坏位移的计算公式。

双肢冷弯C形钢门式刚架抗震性能

冷弯C形钢在轻钢结构中应用广泛,采用垫板加高强螺栓的连接方式,拼合形成双轴对称截面,构建了一种组合截面门式刚架结构。对5榀平面刚架试件进行拟静力试验,分析其破坏特征、耗能能力、抗侧承载力等力学性能,探究柱腹板高度及刚架跨度对此类刚架结构抗震性能的影响。研究发现:该类门式刚架结构抗震性能良好,具有较好的耗能能力,抗侧力能力满足规范要求;节点传力可靠,可实现"强节点弱构件"和"强柱弱梁"的抗震设计要求;设计时可根据荷载情况增加柱腹板高度,但对刚架跨度一定要综合考虑梁柱线刚度比的大小,避免出现斜梁约束不足无法有效传力的情况。

双肢冷弯C型钢支撑框架抗震性能试验研究

双肢冷弯薄壁C型钢框架是一种新型的钢框架结构。对两榀3层单跨双肢冷弯薄壁C型钢框架进行拟静力试验,以是否设置交叉支撑作为设计参数,研究支撑对该类钢框架抗震性能的影响。通过对两榀框架结构的试验破坏现象、滞回曲线和骨架曲线的分析,得到了两榀框架结构的破坏模式和各项抗震性能指标,总结了交叉支撑对框架传力机制及抗震性能的影响。结果表明,该类钢框架结构的破坏模式符合"强柱弱梁"的抗震设计要求,具有良好的延性和耗能能力,承载力退化稳定;增设交叉支撑后,框架结构的承载力和刚度明显提高,框架侧移明显减小,但延性和耗能能力有所降低;通过对支撑及框架的受力分析结合试验结论提出该类框架结构支撑的设计建议。