“冷弯薄壁结构设计原理”课程建设的探索

"冷弯薄壁结构设计原理"课程是土木工程专业钢结构方向的必修专业课程之一,在内蒙古科技大学已经开设四年。在多年的建设过程中,学科组始终坚持以创新的精神进行课程建设,使课程教学内容、教学方法和教学手段在不断适应学科的发展变化中完善。

冷弯薄壁型钢结构技术体系在装配式农房中的应用研究

文中对冷弯薄壁型钢结构在装配式农房中的应用进行了深入分析,阐述了其轻质、高强、节能环保等优点,探讨了制约其推广的因素,如建筑主体和管线改造不便、技术工人缺乏等。通过具体案例,展示了冷弯薄壁型钢结构在农房建设中的实际应用效果,提出了发展策略,包括技术创新、政策完善、行业协作等措施。旨在通过系统研究,为推动农村住房建设提供新的思路和方法,为装配式农房领域的技术创新和应用提供有益参考。

冷弯薄壁型钢结构装配式建筑的防火施工要点

为了解决冷弯薄壁型钢结构在装配式建筑中的防火施工问题,以某旅游区的建筑项目为案例,对滑轨安装、竖龙骨安装、横梁安装、墙体连接、管线施工等各施工阶段的防火措施进行分析并优化,以增强冷弯薄壁型钢结构的防火适应性,确保其在实际工程中的安全应用。通过有效地实施防火措施,提升了建筑整体的施工质量和安全性。

多层冷弯薄壁型钢结构房屋风致响应试验

多层冷弯薄壁型钢结构房屋属于风敏感结构,为研究基本风压及风向角等因素对该结构房屋风致响应的影响,对某4层房屋缩尺气弹性模型进行了风洞试验。结果表明:随风向角增加,顶层侧移先增大后减小,风向角为90°时又增大,且为横风向振动所致,但仅当风压达到1.18 kN/m^(2)后顶层侧移才超限,在风向角为45°时各层层间侧移均超限;随风向角增加,加速度先减小后增大,在0°和90°时来流引起的横风向振动对加速度影响明显,当基本风压大于0.6 kN/m^(2)时,建议采用增加阻尼等措施减小加速度过大带来的振动问题;随偏角增加加速度呈非线性变化,功率谱中高阶振型贡献明显,在风致加速度响应计算中应对高阶振动给予更多考虑,且自振频率应避开加速度峰值段的频率。

低层冷弯薄壁轻钢建筑的成本控制研究

冷弯薄壁轻钢结构建筑形式始于20世纪70年代,经过几十年的技术发展,凭借其自身的优势在建筑市场中占据一席之地。随着“绿色节能环保”发展理念的提出,建筑产业逐步转型升级,国家鼓励发展钢结构装配式建筑,冷弯薄壁轻钢结构再一次进入了快速发展时期。为了保证冷弯薄壁轻钢结构建筑稳步发展,加强其成本控制是关键。基于此,该文以某低层冷弯薄壁轻钢结构建筑项目为研究对象,从使用维护、拆除回收、全寿命周期角度分析低层冷弯薄壁轻钢结构建筑项目成本预算评估,基于施工阶段以及运营阶段开展成本分析,并制定完善的成本控制措施,旨在降低冷弯薄壁轻钢结构成本,为其发展助力。

装配式护套冷弯薄壁钢结构建筑的抗震性能

随着工业化的推进和现代化的需求,钢结构建筑越来越受到人们的青睐。相较于传统的混凝土结构,钢结构建筑具有自重轻、施工快、拆迁方便、回收率高等优点,能够满足现代化建筑对建筑品质、经济性、安全性等方面的要求。然而,由于钢结构建筑具有柔性较大、刚度较小、质量较轻等特点,其在地震等自然灾害面前显得尤为脆弱,因此如何提高钢结构建筑的抗震性能是当前建筑工程领域急需解决的问题。装配式护套冷弯薄壁钢结构作为一种新型钢结构体系,其不仅具有钢结构自身的优点,而且在抗震方面有着较强的性能优势。重点分析装配式护套冷弯薄壁钢结构在抗震方面的性能,并对其优化措施进行探讨。

冷弯薄壁型钢组合楼盖面外和面内刚度试验研究及理论分析

冷弯薄壁型钢组合楼盖作为冷弯薄壁型钢结构住宅体系中主要竖向承重和水平传力构件,应具备良好的面外和面内受力性能以推动轻钢结构体系由低层向多高层发展。基于此,对冷弯薄壁型钢组合楼盖分别进行正常使用阶段抗弯刚度试验、抗弯承载力试验以及面内刚度试验,试验结果表明:组合楼盖面外最终破坏模式为C形楼盖梁在最外侧加载点处压屈破坏,面内最终破坏模式为两侧C形楼盖梁与压型钢板间自攻螺钉连接破坏,冷弯薄壁型钢组合楼盖属于部分抗剪连接的组合楼盖。设置楼面板会大幅提高组合楼盖的面内承载力、面内刚度及面内延性,混凝土组合楼盖的抗弯刚度和刚度退化程度优于石膏基自流平砂浆组合楼盖。基于组合楼盖的受力机理和破坏特征,引入C形楼盖梁与组合楼板界面滑移模量,推导了部分抗剪连接T形截面组合梁的等效抗弯刚度公式来计算楼盖的竖向挠度;建立宽翼缘深梁受力分析模型,推导出组合楼盖面内跨中位移计算方法。该文研究成果为完善冷弯薄壁型钢多层住宅体系中组合楼盖的设计计算理论提供了科学依据。

锁铆连接在模块化装配式冷弯薄壁型钢结构中应用可行性研究

为了解决锁铆技术在装配式冷弯薄壁型钢结构中应用的问题,采用5种常见厚度的冷弯薄壁型钢锁铆连接及自攻螺钉连接进行了抗剪性能、抗拉性能对比试验;以自攻螺钉连接的性能为标准,依据抗剪与抗拉的承载力、刚度、延性、变形量等性能指标分析了锁铆连接力学性能的可行性;基于冷弯薄壁型钢结构房屋工地建造方式及锁铆连接工艺的特殊性,分析了锁铆连接施工可行性.研究结果表明:同等情况下,锁铆连接的抗拉性能指标及抗剪承载力、抗剪刚度、剪切延性均优于自攻螺钉连接,尤其抗剪刚度优势显著,但剪切变形相对较小;锁铆连接应用于非抗震结构中可行性较大,对于有抗震需求的结构可行性有待进一步验证;锁铆仅适用于工厂生产加工的模块化装配式冷弯薄壁型钢结构体系,且被连接的钢板组合厚度不宜大于4 mm.

装配式冷弯薄壁型钢结构中4种连接的抗剪性能试验研究

为了解决自攻螺钉、拉铆钉、无铆、锁铆连接技术在装配式冷弯薄壁型钢结构中应用可行性的问题,对不同板厚组合下4种连接的抗剪性能进行了试验研究:总结了4种连接的破坏模式及荷载-变形曲线;考察了板厚比对不同连接力学性能及破坏模式的影响;通过力学性能与施工可行性的对比分析,综合评估了4种连接技术应用于装配式冷弯型钢结构中的可行性.研究结果表明:板厚比对无铆连接的破坏模式影响较小,而对自攻螺钉、拉铆钉、锁铆连接的影响较大;自攻螺钉和拉铆钉连接具有较高的承载力和变形能力,且施工灵活性较高,但自动化程度很低,主要适用于现场建造的冷弯薄壁型钢结构;无铆连接的承载力、变形能力低,且施工灵活性差,不宜用于冷弯薄壁型钢结构中的受力构件;锁铆连接具有较好的力学性能,且工序简单,自动化程度、连接效率高,成形质量好,主要适用于装配式冷弯薄壁型钢结构.基于前述研究,提出了与规范相统一的锁铆连接抗剪承载力计算公式,其计算精度高、离散性小.

多层冷弯薄壁型钢结构住宅的地震响应分析

采用结构有限元分析软件ANSYS,建立空间模型对多层冷弯薄壁型钢结构住宅进行非线性时程分析。首先对2层冷弯薄壁型钢结构住宅进行模态分析,并与低层冷弯薄壁型钢结构住宅的实测周期、振型比较,二者吻合较好,验证了本文有限元模型的正确性。接着分析3层～6层冷弯薄壁型钢结构住宅在不同地面加速度峰值下的结构响应,结果表明:结构的位移和加速度均随输入地震波加速度峰值的增大而增加,各时程曲线逐渐由密变疏,表明结构周期略有增加。最后参考《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)的相关规定,提出多层冷弯薄壁型钢结构住宅在多遇地震作用下的弹性层间位移角限值为1/750;在罕遇地震作用下的弹塑性层间位移角限值为1/100。

冷弯薄壁轻型钢结构住宅建筑CAD/CAM软件

为开发冷弯薄壁轻型钢结构住宅结构体系的专用CAD/CAM软件,在介绍并分析该类结构体系及其典型连接节点的组成和构造特点的基础上,依据实际设计工作进行软件的功能设计和流程划分,设计从设计模型到计算模型、再到深化模型的软件架构和操作模式.该类结构体系基于部件进行设计、计算和拼装,据此界定墙片、楼盖区块和单榀平面屋架等基本软件对象,设计部件-构件的层次化对象数据结构,以兼顾结构设计与深化设计的不同要求.在AutoCAD图形平台上编制该CAD/CAM软件,实现建模、计算和绘图等若干核心功能.

多层冷弯薄壁型钢结构气弹性模型的设计与制作

气弹性模型是研究结构风致响应试验的基础。为进行多层冷弯薄壁型钢结构的风致响应试验,对某4层冷弯薄壁型钢结构气弹模型的设计、制作、模态测试过程进行了详细论述。首先在有限元中建立结构原型,给出气弹性模型设计需要满足的相似准则,然后设计建立气弹性有限元模型,最后对制作出的气弹性模型进行模态测试试验。结果表明:有限元中气弹性模型前3阶频率与原型接近,振型基本相同,主要参数均满足相似准则;制作的气弹性模型主要频率、阻尼比、振型都与原型基本吻合,验证了模型制作的合理性。

冷弯薄壁型钢结构在村镇房屋建筑中的应用研究

冷弯薄壁型钢结构是一种优质高效的新型建筑形式,尤其适合我国农村低层住宅。本文通过数值模拟分析了一栋三层冷弯薄壁型钢结构的抗震性能,验证了其结构的优越性,并结合调研探讨我国部分农村住宅应用冷弯薄壁型钢结构的现状,对该种结构形式的住宅在农村的推广提出几点建议。

冷弯薄壁型钢-钢混合结构双层墙体抗剪性能试验研究

采用拟静力试验对4个冷弯薄壁型钢钢混合结构双层墙体施加低周往复荷载,为研究了冷弯薄壁型钢钢混合结构双层墙体抗剪性能。为了考察斜撑的影响,对其中2个试件增加斜撑,试验得到了试件的破坏特征、荷载位移滞回曲线等。试验结果表明,冷弯墙体与钢框架无明显滑移与拔起,两者可以良好的共同工作;试验过程中,下部钢框架均处于弹性阶段,其滞回曲线均为“梭形”,无捏缩现象,增强钢框架刚度对其抗剪性能影响不大,但是可以一定程度上缩小变形;上部冷弯墙体主要破坏特征为面板螺钉破坏及OSB板角部破碎;设置斜撑试件中柱龙骨破坏严重,柱顶和柱底均屈曲,斜撑在一定程度上增加了试件弹性阶段的刚度和抗剪性能。在冷弯薄壁型钢钢混合结构中,冷弯墙体与钢框架通过抗拔和抗剪螺栓形成可靠连接传递剪力与柱端附加轴力。冷弯薄壁型钢钢混合结构双层墙体可以发挥钢结构与冷弯结构的特点,实现底层大跨度,满足实际工程中的需要。

冷弯薄壁型钢结构抗震性能研究综述

为了进一步推广冷弯薄壁型钢结构在建筑领域的应用,完善该结构的抗震性能研究,文中从冷弯薄壁型钢结构的发展与应用、梁柱节点的抗震性能、组合墙体的类型及抗震性能、整体结构的抗震性能分析四个方面论述总结了该领域的研究现状和近年来的重要研究成果,提出了未来该领域的主要研究方向,为相关研究提供参考。

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的发展

我国的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》自1969年规范草案颁布至今已有40年,其间经历了3次修订,内容不断得到充实和完善。除介绍我国规范的发展过程、制修订过程的特点和规范的特色外,还重点介绍了几版规范的若干重要成果的发展,包括设计方法、冷弯效应、轴心受压构件的稳定系数、双轴对称截面压弯构件的稳定承载力、单轴对称开口截面轴心受压和压弯构件的换算长细比、受压板件的屈曲后强度和有效宽厚比、连接计算、薄壁型钢结构的防腐等。还讨论了规范修订的展望,提出了在规范再次修订时应主要考虑的三个方面:即应增加高强超薄壁冷弯型钢结构的设计与构造内容;应增加厚壁冷弯型钢结构的设计与构造内容;应增加冷弯薄壁型钢结构的抗震设计内容。

冷弯薄壁型钢结构抗侧刚度研究

根据冷弯薄壁型钢结构抗侧力体系特点,推导出3种抗侧刚度计算方法,即墙体承担水平荷载法、面积分配法和并联刚度协调法。通过对一座两层冷弯薄壁型钢结构进行原位试验,将试验结果与3种抗侧刚度理论计算方法结果进行对比分析,结果表明:并联刚度协调法和面积分配法均具有较高的估算精度,墙体承担水平荷载法估算精度较低,尤其在大变形阶段。

冷弯薄壁型钢结构事故特点与处理

冷弯薄壁型钢结构有其自身的受力特点 ,如果设计、施工时对此不重视极易发生事故。文中论述了冷弯薄壁型钢结构事故特点及其发生的原因 ,并且通过实例进行了详细分析。

低层冷弯薄壁型钢结构住宅经济性能分析

以实际工程为背景，从节能、节水、节地、节材几个方面对冷弯薄壁型钢结构住宅的主要技术经济指标进行了分析，并与钢筋混凝土结构住宅和砖混结构住宅进行了对比，还分析了考虑使用面积和节能后这种结构体系的综合效益的变化，说明了冷弯薄壁型钢结构住宅较其他结构体系有显著的优势。

钢框架-冷弯薄壁墙体结构的抗侧力性能研究

采用ANSYS软件对钢框架-冷弯薄壁墙体结构进行有限元数值分析,得到该体系在单调水平荷载作用下的变形和应力分布,研究此体系的抗侧承载能力和抗侧刚度,分析钢框架与内填冷弯薄壁墙体之间的相互作用、协同工作性能和抗侧能力的分配。研究表明,钢框架-内填冷弯薄壁墙体结构具有较高的抗侧刚度和抗侧承载能力,其延性性能优良,是一种理想的双重抗侧力体系,可用于多层或小高层钢结构住宅,作为结构的抗侧力构件。