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。

冷弯薄壁钢短柱在均匀高温下的性能

本篇文章对常温及均匀高温条件下的冷成型薄壁短槽钢的轴向强度进行了初步研究。对常温及均匀高温下的一系列卷边的或非卷边的槽钢进行了试验研究。应用一系列的设计方法和商业化的有限元软件ABAQUS( 1998)对试验进行了分析。本文中涉及的设计方法包括 :英国规范BS5 95 0 ( 1987)、欧洲规范Eurocode 3Part1.3 (CEN1996)和美国规范AISI( 1996) ,在有限元分析中 ,考虑了几何非线性和材料非线性。高温下钢材的应力 -应变曲线根据欧洲规范Eurocode 3Part 1.2(CEN1995 )和Qutinen ( 2 0 0 1)采用。在某些试验中发现扭转屈曲 ,为了扩展针对这种破坏模式的设计方法 ,在这些规范中引用了Yong和Hancock( 1992 )考虑扭转屈曲的方法。对设计规范BS5 95 0Part 5 ( 1987)、欧洲规范Eurocode 3Part 1.3(CEN1996)和美国规范AISI( 1996)中常温下薄壁柱的设计方法加以修改 ,来考虑钢材高温下的强度和刚度的变化。从试验结果、规范预期的结果和数值分析的比较可见 。

冷弯薄壁钢类椭圆截面轴压构件设计方法

为研究冷弯薄壁钢空心类椭圆截面轴心受压构件的有限元数值模拟及设计方法,考察了现行冷弯薄壁钢结构设计规范中的有效宽度法对该类型截面构件的适用性.采用Abaqus建立冷弯薄壁钢空心类椭圆该模型可以准确地模拟此类构件的力学性能截面轴心受压构件的非线性有限元数值模型.有限元模型计算结果与试验结果的比较表明,该模型可以准确地模拟此类构件的力学性能.利用此模型进行了包括100个轴心受压构件的参数分析,参考现行的GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》及北美钢结构设计规范中的直接强度法计算以上构件的轴压承载力,并与试验和数值计算结果进行比较.结果证明直接强度法计算结果较准确,适用于此类构件的设计.

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。

冷弯薄壁轻钢结构农房的抗震性能及成本分析

对冷弯薄壁轻钢结构农房的抗震性能及成本进行分析。利用有限元软件SAP2000分别对相同建设标准(同一建设场地,平面布置相同、层高相同、体型相同)、同等施工预算的砖混结构、框架结构和轻钢结构体系农房进行动力时程分析,通过模态分析了解前3阶自振周期和振型,对比了3种结构体系在多遇地震下的楼层加速度峰值、层间位移角、层间剪力。结果表明,轻钢结构农房相比其他两种体系农房加速度峰值最高,层间位移角最小,有更好的抗震性能表现;运用静态、动态的经济分析方法对3种结构体系农房进行全寿命周期(前期准备阶段、设计阶段、施工阶段、使用维护阶段、拆除阶段)成本分析,结果显示,轻钢结构农房较其他两种结构具有明显的综合经济效益。

某C型冷弯薄壁钢构件冲击后的极限承载力研究

采用有限条软件(CUFSM)计算出冷弯薄壁钢构件静态受压时以畸变屈曲为主的C型截面尺寸,用50 kg的落锤对长410 mm的C型冷弯钢构件进行不同速度下的轴向冲击试验,并用WAW-2000型万能试验机对未受轴向冲击和进行过轴向冲击的C型冷弯钢构件进行静态轴压试验,得到试件的载荷-位移曲线。结合有限元软件,对模型引入合适的初始缺陷,进行以上试验的有限元分析,得到的结果与试验结果吻合较好。通过对比完好试件与受损试件的极限承载能力,分析得到了试样剩余承载力系数与冲量的线性关系。

半刚性冷弯薄壁C形钢框架抗震性能

针对采用半刚性节点连接的双肢冷弯薄壁C形钢框架,采用拟静力试验与有限元模拟相结合的方法,对9榀双层单跨框架进行抗震性能分析。分析了节点螺栓直径、节点板厚度、螺栓间距及节点板加腋大小等参数对框架抗震性能的影响。结果表明:增大螺栓直径、增加节点板厚度和节点板加腋均能提高框架的承载力,改善框架的抗震性能。当螺栓间距小于80mm时,框架的承载力及抗震性能随间距的增大而增大;当螺栓间距大于80mm时,承载力及抗震性能受其影响较小。使用8.8级M16高强度螺栓,框架节点板产生了较大的滑移,建议在框架设计时应对节点螺栓的抗剪承载力进行验算。

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.

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。

冷弯薄壁钢-陶粒混凝土组合楼板火灾响应试验研究

楼板为建筑物的重要构件,对楼板在各种火灾条件下的火灾响应研究对于楼板的抗火与防火设计意义重大.对4块板厚60mm、遭受温度为700℃、持续90min烃类火灾作用的冷弯薄壁钢-陶粒混凝土组合楼板试件开展了火灾响应试验研究,得到了组合楼板的响应温度场、火灾下的位移响应及楼板的破坏特征.试验结果表明,不同构造特征的组合楼板,其火灾下的位移响应有明显的差异,其中4个组合楼板试件的最大竖向位移分别为54.2mm, 61.9mm, 48.7mm和59.9mm.预制板之间设置的钢条连接件是否固定对组合楼板的火灾下位移有一定影响,其中固定后的位移较不固定小14.2%.

锈损冷弯薄壁C形钢轴压短柱试验研究

研究了锈蚀对冷弯薄壁C形钢轴压短柱承载性能的影响.通过板材单调拉伸试验,研究了锈损冷弯薄壁钢板材的力学性能退化规律;通过对5根锈损C形钢短柱进行轴压试验,分析了其破坏模式、变形特征和承载力,并讨论了锈损C形钢轴压短柱极限荷载的计算方法.研究结果表明:锈损板材屈服平台变短甚至消失,屈服强度随锈蚀率的增大呈线性下降趋势;锈损C形钢轴压短柱的破坏模式为腹板局部屈曲,局部屈曲多发生在腹板最薄弱处;极限荷载随着平均厚度损失率的增大呈线性下降趋势;考虑钢材力学性能退化并利用厚度折减修正的有效宽度法和直接强度法均能较好地预估锈损C形钢轴压短柱的极限荷载,但修正后的直接强度法更接近试验结果,修正后的有效宽度法则偏于保守.

冷弯薄壁轻钢结构体系在灾后重建中的应用实践与存在的问题探讨

文章以陕西宁强青木川镇长沙坝村援建房屋为例,具体介绍了低层冷弯薄壁轻钢结构农宅的施工工艺,总结了此种结构在施工过程中存在的问题,并对存在问题的相应解决途径进行了探讨。

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。

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。

腹板开孔冷弯薄壁C形钢非纯弯构件有限元分析

为了研究非纯弯工况下腹板开孔对冷弯薄壁C形钢构件屈曲性能的影响,对不同孔高比、不同板厚和不同腹板高度的冷弯薄壁C形钢非纯弯构件进行了有限元分析。结果表明:不同孔高比的构件均发生了以局部屈曲为主的局部—畸变相关屈曲破坏。当孔高比不大于0.6时,与未开孔构件相比,开孔构件抗弯承载力变化不大;当孔高比进一步增大至0.8时,构件抗弯承载力大幅陡降。

冷弯折皱薄壁拱壳轻钢粮食仓库

文章简要介绍了冷弯薄壁拱壳轻钢粮仓的组成、特点、适用范围 ,彩钢拱板粮仓在我省的运用。

冷弯轻钢骨架构件国内外的发展现状分析

叙述了冷弯薄壁轻钢构件的结构特性 ,介绍了国外冷弯薄壁轻钢构件的发展现状 。

用有效面积法计算残余应力对薄壁型钢轴心压杆整体稳定的影响

根据冷弯薄壁型钢构件残余应力分布特点,以卷边角钢75mm 75mm 20mm 2.5mm为例,探讨用有效面积法,计算残余应力对冷弯薄壁型钢轴心压杆整体稳定的影响,并且将此方法和试验结果与冷弯薄壁钢结构技术规范所采用的方法进行了对比分析,证实有效面积法是可行的,提出了完善规范的建议。

薄壁钢-轻质混凝土组合楼板的受火后力学性能及评估模型研究

对5块内置钢骨架的轻集料混凝土组合楼板在火灾后的受力性能进行了试验研究,并基于试验结果给出了火灾后组合楼板综合承载力的评估模型。结果表明,该组合楼板在火灾作用后仍具有较高的剩余承载力和整体刚度,其主要影响参数包括轻骨料混凝土预制板中的配筋数量、受火时的荷载分布方式与荷载值以及火灾升温后所采用的冷却方式。受火时组合楼板试件中钢骨架主、次构件正上方的混凝土表面首先出现裂缝,且火灾后加载时进一步发展。火灾下均匀堆载的组合楼板试件的名义刚度较局部堆载的试件刚度提高18.5%;采用人工喷淋冷却方式较之自然冷却,其火灾后组合楼板试件静载试验的残余位移增大23.9%;所建立的综合指标模型可用于评估火灾后组合楼板试件的综合承载力。

压型钢板拱形屋面支座试验研究

波纹拱形屋面是一种冷弯金属薄壁结构,由于其施工周期短、跨度大、不需用柱支撑等特点,在我国广泛应用于厂房和仓库的屋顶。考虑冷弯薄壁拱形结构的自身特点,支座形式对整体结构至关重要。针对现行规程中3种不同的支座进行试验和有限元模拟,分析支座处压型钢板的应力分布。结果表明:铰支座、刚性支座和半刚性支座这3种不同的支座形式中,半刚性钢板支座受力较好;在冷弯薄壁拱受力过程中,支座钢板的刚度给予薄壁拱支座处一定受力角度的调整,有助于弥补工程中施工偏差造成拱支座受力过于集中导致支座附近屈曲破坏。