腹板开孔冷弯薄壁槽钢梁屈曲性能研究

为了研究不同形状孔洞对腹板开孔冷弯薄壁槽钢梁屈曲性能的影响,采用有限元软件ANSYS对已有的腹板开矩形孔冷弯薄壁槽钢梁试验进行了模拟,模拟结果与试验结果吻合较好,验证了有限元分析的可行性。在此基础上,开展了有限元参数分析。分析结果表明,不同形状的孔洞对腹板开孔冷弯薄壁槽钢梁的屈曲性能有较小的影响。

冷弯薄壁槽钢轴压柱承载力的计算方法探讨

对冷弯薄壁槽钢轴压柱分别用中国规范(GB50018-2002)中的有效宽度法(EWM)和美国规范(AISI S100-2007)中的直接强度法(DSM)进行了稳定承载力计算,并与试验进行了比较。结果表明:有效宽度法和直接强度法均可有效预测冷弯薄壁槽钢轴压柱稳定承载力,GB50018-2002中的有效宽度法计算结果偏于安全。

腹板开孔冷弯薄壁槽钢构件非线性屈曲分析

为了研究不同受弯状态下腹板开孔冷弯薄壁槽钢的非线性屈曲荷载变化规律,对不同孔高比和不同卷边宽度的冷弯薄壁槽钢纯弯构件和非纯弯构件进行了有限元分析。分析结果表明,当孔高比小于0.6时,纯弯构件和非纯弯构件的非线性屈曲荷载变化幅度相对较小,当孔高比大于0.6时,纯弯构件和非纯弯构件的非线性屈曲荷载有急剧下降的趋势;当非纯弯构件非线性屈曲荷载大于纯弯构件非线性屈曲荷载时,短卷边构件非线性屈曲荷载提高幅度大于长卷边构件。

腹板开孔冷弯薄壁槽钢构件有限元分析

为研究腹板开孔对冷弯薄壁槽钢非纯弯构件抗弯承载力及屈曲模式的影响,本文选取不同孔洞数目和不同孔洞尺寸的冷弯薄壁槽钢非纯弯构件进行有限元分析。结果表明:开孔较小的构件发生了畸变屈曲为主的失稳模式,开孔较大的构件发生了局部屈曲为主的失稳模式。梯度弯矩对畸变屈曲有较大影响,对局部屈曲有较小影响,导致开孔较小的构件承载力大于不开孔构件承载力,开孔较大构件承载力小于不开孔构件承载力。

不同卷边形式冷弯薄壁槽钢受弯构件有限元分析

为了研究卷边形式对冷弯薄壁槽钢受弯构件屈曲模式和抗弯承载力的影响,应用有限元软件ANSYS对直卷边、斜卷边和复杂卷边冷弯薄壁槽钢受弯构件进行了有限元分析,分析结果表明,复杂卷边进一步加强了对构件翼缘的约束作用,提高了构件的抗弯承载力,其构件的承载效率最高,并在一定程度上限制了畸变屈曲的发生。

冷弯薄壁型钢纯弯构件截面分类

为研究冷弯薄壁卷边槽钢纯弯构件截面分类,基于试验数据验证后的有限元模型,对不同板件宽厚比下冷弯薄壁卷边槽钢纯弯构件进行了大量的参数分析。结果表明:抗弯承载力随翼缘与腹板宽厚比的减小而增大。在考虑翼缘与腹板相关作用的前提下,基于截面承载力得出板件截面宽厚比限值,提出了冷弯薄壁卷边槽钢纯弯构件截面分类方法。

CFRP加固冷弯薄壁槽钢短柱偏心受压承载力试验研究

为了研究CFRP加固冷弯薄壁槽钢短柱的稳定承载能力,对腹板和翼缘均粘贴CFRP的试件进行了偏心受压加载试验。7根试件长度均为750 mm,其中1根为未加固的初始试件,其余6根在试件内侧和外侧同时粘贴50 mm宽CFRP,间距分别为50、100 mm和150 mm三种,粘贴CFRP为1层和2层。试验结果表明:粘贴2层CFRP且间距为50 mm和100 mm的短柱局部屈曲迟滞于整体失稳,其余短柱均先发生局部屈曲,且所有加固短柱的局部屈曲荷载和承载力均有不同程度的提高。CFRP间距与短柱腹板高度的比值小于1时,加固效果较理想,且2层CFRP的加固效果好于1层的。当间距为50 mm,层数为2层时,偏心受压稳定承载力提高幅度最大,为12.1%。最后,采用ANSYS有限元分析软件数值模拟构件的偏心受压性能,对比了试验数据和数值模拟结果,二者吻合较好。通过粘贴CFRP,可以迟滞薄壁压弯短柱的局部屈曲,当CFRP层数相同时,CFRP的间距越小,加固后其稳定承载能力提高越大。

冷弯薄壁槽钢-混凝土组合梁受火试验研究

对5个冷弯薄壁槽钢-混凝土组合梁试件进行在ISO-834标准火灾下的受火试验。试验中考虑了荷载水平、防火涂层厚度和槽钢截面高度等参数的影响。试验结果表明:荷载水平、防火涂层厚度和槽钢截面高度是影响组合梁抗火性能的主要因素,其他因素影响很小;在ISO-834标准火灾下,以跨中挠度δ=l/25作为组合梁达到耐火极限的判别标准是合适的;填充混凝土可有效提高组合梁的整体刚度和延性,使其在高温下直至破坏仍可保持完整性,没有出现高温局部屈曲现象;在槽钢上直接涂刷防火涂层不能保证其与槽钢表面的紧密结合,需要改进组合梁的防火涂层施工工艺;试验结果验证了有限元分析结果的正确性。

冷弯薄壁槽钢-混凝土组合梁抗火性能参数分析

基于ANSYS热分析结果,建立冷弯薄壁槽钢-混凝土组合梁在标准火灾作用下的热-结构耦合有限元计算模型,对荷载水平、混凝土强度、槽钢截面几何尺寸、防火涂层厚度、加载位置和加载方式等不同影响因素下的组合梁抗火性能进行有限元分析。结果表明:防火涂层厚度和荷载水平对组合梁抗火性能的影响显著,槽钢截面腹板高度和腹板厚度次之,混凝土强度、加载位置、加载方式和槽钢翼缘厚度等因素对组合梁的抗火性能影响很小,可以忽略不计;防火涂层厚度一定时,组合梁的耐火极限随荷载水平的提高而降低;荷载水平一定时,组合梁的耐火极限随防火涂层厚度的增加而呈非线性提高;填充混凝土可有效降低钢梁截面的温度,产生温升延时效应,在升温前期,冷弯薄壁槽钢-混凝土组合梁的温度低于未填充混凝土的型钢梁,降幅可达15%～60%。在ISO-834标准火灾作用下,组合梁跨中挠度δ=l/25可作为其达到耐火极限的判别标准。

腹板开孔冷弯薄壁槽钢梁屈曲性能试验及直接强度法研究

为了研究腹板开孔冷弯薄壁槽钢梁的屈曲性能和完善直接强度法,对开孔数量、卷边长度不同的冷弯薄壁槽钢梁进行了纯弯试验研究,其中长卷边和短卷边试件各8个,每种卷边的试件分别在腹板开设0、1、2、3个100 mm×40 mm的矩形孔洞。试验结果表明：腹板开孔使试件破坏模式从单一的畸变屈曲或局部屈曲变为以畸变屈曲为主的畸变-局部相关屈曲或以局部屈曲为主的局部-畸变相关屈曲;与未开孔钢梁相比,开孔钢梁的承载力有所降低,但开孔数量对钢梁承载力影响不大。采用ANSYS有限元程序对试验进行了模拟,模拟结果与试验结果吻合良好,验证了有限元分析此类开孔构件的可行性。进而开展了有限元参数分析,验证了基于折减腹板厚度法利用有限条程序CUFSM求解腹板开孔冷弯薄壁槽钢梁弹性畸变屈曲临界应力的准确性,并对此类构件的弹性局部屈曲临界应力计算公式进行了修正。基于腹板开孔冷弯薄壁槽钢梁的试验结果、有限元分析结果以及弹性屈曲临界应力求解方法,得到了此类构件在以畸变屈曲为主和以局部屈曲为主破坏模式下的直接强度法修正公式。

冷弯薄壁三次卷边槽钢轴压开孔立柱承载力研究

对冷弯薄壁三次卷边槽钢轴压开孔短柱进行试验研究,并采用有限元软件ANSYS进行计算,对比分析了ANSYS、中国规范和北美规范的计算结果以及开孔对立柱承载能力的影响。研究结果表明:冷弯薄壁三次卷边槽钢轴压开孔立柱的破坏模式均出现畸变屈曲;中国规范有效截面法间接计入了畸变屈曲的影响,与北美规范计算结果吻合良好;开孔明显降低了立柱的承载能力,且变化规律与工程中常规轴心受压构件不符,对于冷弯薄壁三次卷边槽钢承载力的开孔折减在设计中应予以足够的重视,其开孔折减系数对于文中截面可取为K=2.41×10-5λ2-3.78×10-3λ+9.59×10-2。

冷弯薄壁卷边槽钢梁弹性畸变屈曲拟合计算

针对冷弯薄壁卷边槽钢纯弯梁,从现有文献中,选取具有代表性的截面形式,分析截面各种几何参数对弹性畸变屈曲临界应力fod的影响,并在此基础上拟合得到fod计算公式。该拟合公式物理意义明确,与有限条法计算结果进行对比,结果表明:所提出的公式具有较高工程精度,且简单实用、便于手算;该公式的运用,推进了直接强度法的实用化进程,亦可供工程设计人员参考。

冷弯薄壁卷边槽钢柱弹性畸变屈曲实用计算方法

畸变屈曲是冷弯型钢结构稳定设计的重要屈曲模式之一,正逐步受到人们的重视。传统的有效宽度法难以解决畸变屈曲计算问题,在新近提出的直接强度法中,弹性畸变屈曲应力f_(od)的求解是畸变屈曲计算的关键。利用现有文献数据,针对冷弯薄壁卷边槽钢轴压柱,分析了截面各种几何参数对畸变屈曲应力f_(od)的影响,在此基础上拟合得到了f_(od)的计算式,从而提出可用于直接强度法的卷边槽形冷弯薄壁型钢柱弹性畸变屈曲实用计算式。该式不仅简单实用、物理意义明确,而且具有较高工程精度,既摆脱了对专用计算程序的依赖,又避免了繁琐的计算。

冷弯薄壁卷边槽钢屈曲荷载有限元分析

冷弯薄壁卷边槽钢是一种常用的轻型薄壁钢材,研究其屈曲模式之一———畸变屈曲逐步受到重视。本文用ABAQUS分析了C180型冷弯卷边槽钢的轴心受压受力性能,并提出加设隔板的方法来提高其承载力,供工程设计参考采用。

腹板开槽冷弯薄壁卷边槽钢抗火性能有限元分析模型

位于冷弯薄壁型钢构件腹板的槽孔,可延长构件两边的热量传递路线,减弱冷弯薄壁钢构件作为墙板龙骨引起的冷桥效应。常温下冷弯薄壁构件的屈曲破坏模态已非常复杂,包括整体屈曲、局部屈曲和畸变屈曲等,且不同的屈曲破坏模态可能会相互影响。火灾下冷弯薄壁构件的破坏机理将更为复杂,根据常规的稳定理论难以求解其火灾下的临界荷载。本文利用有限元方法对火灾下腹板开槽冷弯薄壁卷边槽钢的受力性能进行了模拟,研究了单元类型、材料模型、初始几何缺陷以及求解方法等因素对分析结果的影响,为同类构件抗火性能的有限元模拟分析提供了建模依据。

冷弯薄壁卷边槽钢柱弹性畸变屈曲GBTUL计算

冷弯薄壁卷边槽钢柱应用广泛,弹性畸变屈曲是冷弯薄壁卷边槽钢柱设计中的重要参数.GBTUL是一款基于广义梁理论的免费程序,针对冷弯薄壁卷边槽钢柱弹性畸变屈曲计算,从截面分析、屈曲模式选择、构件分析、结果分析四个方面详细介绍GBTUL计算分析过程.结合有关文献,进行了计算对比,分析计算偏差,展示了GBTUL计算特点,并指出GBTUL在处理相关屈曲计算方面的优势.

加连杆的冷弯薄壁卷边槽钢受压性能试验研究与有限元分析

畸变屈曲作为控制冷弯薄壁卷边槽钢柱承载力的重要模式之一,正逐步受到国内外研究人员的重视。本文针对畸变屈曲的变形特征,通过12根试件在不同连杆布置方式下的轴心受压和偏心受压试验研究,验证在冷弯薄壁卷边槽钢的卷边处设置连杆用以提高其承载力这一方法的有效性,得出了最有效的连杆布置方式。同时,采用有限元软件ABAQUS对试件进行了模拟分析,探讨了初始缺陷、双向偏心等因素的影响。

Q235冷弯薄壁卷边槽钢梁承载力计算方法

在分析比较GB 50018-2002冷弯薄壁型钢结构技术规范和GB 51022-2015门式刚架轻型房屋钢结构技术规范的基础上,对卷边槽钢梁极限受弯承载力计算方法进行了探讨和比对分析。计算结果表明:按GB 50018-2002冷弯薄壁型钢结构技术规范计算冷弯薄壁卷边槽钢梁是可行的,经试验验证,偏于安全。

冷弯槽钢单侧挂板墙梁的计算分析

对冷弯槽钢单侧挂板墙梁的受力性能进行了分析，讨论了墙梁间拉条对截面抗担所起的作用，以及综合考虑弯曲剪应力、自由扭转剪应力、弯曲扭转剪应力的剪应力计算。当考虑拉条抗扭作用后可减小墙梁截面，节省钢材。

加劲对冷弯薄壁卷边槽钢局部和畸变耦合屈曲作用

为了研究加劲形式和尺寸对冷弯薄壁卷边槽钢局部和畸变耦合屈曲的作用,采用无劲截面、腹板加劲、翼缘加劲、腹板和翼缘均加劲4种截面形式的冷弯薄壁卷边槽钢柱,开展轴心受压试验研究.结果表明:相对于无加劲试件,加劲后试件的屈曲荷载均有所提升,其中腹板加劲及腹板和翼缘均加劲后抗局部屈曲效果明显,压杆的失效形式从局部屈曲向局部和畸变耦合屈曲以及畸变屈曲模式转变.进一步采用有限元方法分析了加劲尺寸对屈曲性能的影响.计算结果表明,腹板加劲深度与翼缘宽度之比约为0.12,加劲宽度与腹板高度之比约为0.2时,薄壁卷边槽钢的屈曲承载力提升幅度最大,且主要发生畸变屈曲.