不同构造木、冷弯薄壁C型钢组合框架剪力墙受力性能的试验研究

由木规格材作为顶梁板和底梁板的冷弯薄壁型钢木结构是一种新型结构体系。通过对4组不同间距墙骨柱和不同间距自攻螺钉组成的冷弯薄壁型钢木框架组合剪力墙进行单向加载和反复加载试验,得到了该体系墙体的破坏形态、抗剪强度、抗侧刚度、荷载-位移等受力性能。试验结果表明:与标准构造的剪力墙相比,随着墙骨柱和边框架自攻螺钉间距的减小,剪力墙的抗剪强度和抗侧刚度提高;墙骨柱间距不同对剪力墙的影响大于自攻螺钉间距的影响。

冷弯薄壁型钢框架剪力墙自攻螺钉节点的试验研究

通过两组OSB板与冷弯薄壁型钢的自攻螺钉连接性能单向拉伸试验,得到了两个方向自攻螺钉的荷载-位移曲线以及各自的平均曲线,并应用数值方法拟合出2条多项式曲线,为冷弯薄壁型钢组合框架剪力墙的有限元分析提供了必要的基础数据。

钢框架-冷弯薄壁型钢剪力墙结构抗震性能试验研究

对钢框架-冷弯薄壁型钢剪力墙结构足尺试件进行水平低周往复加载试验,得到延性、耗能能力、刚度及承载力等指标,考察该类结构的破坏模式和耗能机理。对有无钢框架约束的冷弯薄壁型钢墙体进行比较,发现受钢框架四周约束的冷弯薄壁型钢墙体整体性增强,塑性性能得到改善,杆件材料利用率增加,可以充分发挥剪力墙的作用。钢框架-冷弯薄壁型钢剪力墙结构滞回曲线饱满、下降段承载力只略有降低,与钢框架-钢板剪力墙结构表现类似,优于与框架柱未连接的情况。试验结果表明,冷弯薄壁型钢剪力墙利用自身变形来充分发挥耗能作用,与钢框架之间耦合效应显著,整体侧向刚度大,延性系数达3.33,具有良好稳定的抗震性能。

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。

内填冷弯薄壁型钢组合墙体钢框架体系滞回性能研究

内填冷弯薄壁型钢组合墙体钢框架体系是在冷弯薄壁型钢住宅结构应用过程中产生的新型结构体系,目前国内外对该结构体系鲜有研究。为了研究该体系的滞回性能,利用ANSYS有限元软件建立了该结构体系的有限元模型,并对其进行水平循环加载,对该结构体系的耗能能力和剪力分配进行了分析。研究结果表明,该结构体系具有良好的耗能能力;加载初期主要由组合墙体耗散能量,加载后期,钢框架为主要的耗能构件;与钢框架相比,组合墙体的剪力分担率较高,并在后期不断增大。

冷弯薄壁型钢-胶合木组合梁受弯性能有限元分析

以冷弯薄壁型钢、胶合木为材料,利用胶合木将冷弯薄壁型钢包裹的连接方式构建新型箱形截面冷弯薄壁型钢-胶合木组合梁;运用有限元软件ABAQUS建立5组共10根组合梁模型,分析钢板厚度、钢材强度、胶合木层厚度、连接方式对组合梁抗弯性能的影响,探索组合梁在受弯破坏时的破坏形态以及破坏机理。结果表明:在有限元模拟加载过程中,组合梁的胶合木层下翼缘先于上翼缘达到抗拉强度,由此导致组合梁跨中产生弯曲裂缝,发生弯曲破坏,跨中下部胶合木层随着荷载增大出现局部顺纹剪切破坏。钢板厚度、钢材强度、胶合木层厚度、钢木连接方式对冷弯薄壁型钢-胶合木组合梁的抗弯性能均有不同程度的影响,尤以连接方式影响程度最大。将冷弯薄壁型钢与胶合木两种不同材料组合在一起,能充分发挥各自性能特长,以承担外部荷载并使组合梁的抗弯承载力比纯钢梁有大幅度提高。

冷弯薄壁型钢混凝土框架-波纹钢板剪力墙结构抗震性能研究

本文提出了一种新型冷弯薄壁型钢混凝土框架-波纹钢板剪力墙结构(CTSCF-CSPSW)。为了明确该结构的抗震性能,本文对一足尺CTSCF-CSPSW进行了低周往复加载试验,并进行了精细化有限元分析。结果表明:试件的失效主要是由于内嵌波纹钢板出现撕裂,柱底端混凝土开裂且波纹钢板底部螺栓孔承压破坏导致;结构的抗剪承载力随着钢板宽高比的增加,结构的峰值荷载以及初始刚度在不断增大,但是极限位移出现很大程度的减小;结构的抗剪承载力随着冷弯薄壁卷边槽钢厚度的增加即柱子刚度的不断增大和框架柱轴压比的减小,结构的峰值荷载、初始刚度以及极限位移均在不断增大。通过结果分析,建议波纹钢板宽高比取值应小于1.5;框架柱中冷弯薄壁卷边槽钢厚度取值应大于1mm;框架柱轴压比取值不大于0.3;钢板与底梁的连接建议增大角钢的尺寸即增加钢板的端距或采用焊接的方式。

钢框架—内填冷弯型钢组合墙体抗剪性能

钢框架-内填冷弯薄壁型钢组合墙体结构体系可适用于多、高层建筑结构。利用SAP2000有限元软件分析了此体系在不同高宽比和钢框架截面尺寸下的承载力、侧移刚度、剪力分配情况。结果表明,钢框架、组合墙体可协同作用;组合墙体与钢框架之间剪力分配符合刚度分配原则;框架-内填冷弯薄壁型钢组合墙体抗侧刚度近似等于纯钢框架与组合墙体抗侧刚度之和。同时给出了钢框架、组合墙体协同工作的剪力分配计算简化公式,可用于此结构体系的抗剪设计。

低层冷弯薄壁型钢结构住宅抗震性能研究

低层冷弯薄壁型钢结构住宅在地震区具有较广泛的应用前景,本文通过有限元分析软件SAP2000建立有限元模型计算分析并与传统钢框架结构比较,得出了冷弯薄壁型钢结构整体抗震性能更优的结论,同时对该结构组合墙体的抗剪性能进行了分析,根据墙体覆面板和龙骨共同承担水平荷载的特性,建议在抗震设计中,将结构抗侧力构件设计成两道防线抵御地震作用。

新型钢-木组合梁抗弯性能数值分析

提出一种新型的钢-木组合梁,为研究其受弯性能,采用有限元程序ANSYS对3个不同规格组合梁构件,1个普通胶合木梁进行有限元数值分析。分析结果表明:薄壁型钢-胶合木组合梁与普通的胶合木梁相比,受弯极限承载力提高28%~85%,跨中极限变形提高76%~146%。冷弯薄壁型钢-胶合木组合梁具有良好的抗弯性能。

基于有限元分析的薄壁型钢—木组合梁受剪性能的研究

针对钢—木组合梁受剪性能不明确的问题,利用有限元分析软件ANSYS,建立了薄壁型钢—胶合木组合梁模型,并对比研究了不同的型钢尺寸、木材截面宽度尺寸、剪跨比λ对工字型薄壁型钢—木组合梁抗剪承载力的影响规律,为类似研究提供参考。

组合截面冷弯薄壁型钢结构研究进展

冷弯薄壁型钢房屋抗震性能优越,适合工业化建造,在国内外建筑行业已占有一席之地,符合国家"十三五"规划对房屋建筑发展提出的新要求。该文对国内外在冷弯薄壁型钢房屋受力性能的研究成果和相关规范的设计规定进行了全面的综述,发现传统冷弯薄壁型钢房屋在传力机制、受力构件截面种类等方面的不足,提出新型组合截面的冷弯薄壁型钢"非盒子"式的框架结构体系,总结该体系中受力构件、节点以及整体框架受力性能的研究进展,给出了组合柱稳定承载力、节点极限弯矩和初始刚度的计算公式。最后对该类组合截面冷弯薄壁型钢框架结构体系今后需要深入研究的问题提出了建议。

三种装配式钢结构住宅设计与软件应用

装配式钢结构建筑市场前景广阔,在推动建筑产业化发展、资源节约、环境保护、缩短工程建设周期、抗震防灾等诸多方面优势显著。本文针对3种装配式钢结构住宅,即低层冷弯薄壁型钢住宅、钢管束剪力墙结构住宅、组合钢板剪力墙结构住宅的结构特点及设计方法等内容进行介绍,并介绍这3种装配式钢结构在PKPM软件的应用,为结构设计师提供同类结构设计的参考。

浅析轻钢结构建筑体系及其应用

本文介绍了轻钢结构建筑的主要结构体系及其优点,并对目前的应用情况作了简述,提出了发展轻钢建筑的必要性。