冷弯薄壁型钢构件的直接强度设计法

受压或受弯的冷弯薄壁卷边槽钢有板件局部屈曲,截面畸变屈曲和整体弯曲屈曲或弯扭屈曲三种模式。本文着重介绍板件的相关屈曲和计算截面畸变屈曲应力的方法并阐述了三种屈曲模式之间的相关关系。指出用传统的有效截面设计法计算受压和受弯冷弯薄壁卷边槽钢承载力的弊端,较详细地说明了用构件全截面计算的直接强度设计法。

冷弯薄壁型钢构件畸变屈曲研究现状

冷弯薄壁型钢开口截面构件受力过程中除出现局部屈曲和整体屈曲外,还可能出现另外一种畸变屈曲模式,畸变屈曲以及其与局部屈曲、整体屈曲的相关作用会降低构件的极限承载力,改变构件的受力性能。介绍了畸变屈曲的特点和性能,总结了国内外冷弯薄壁型钢构件畸变屈曲试验与理论研究成果,并对北美规范、澳洲规范、欧洲规范、英国规范以及我国规范关于畸变屈曲的设计计算方法进行了归纳介绍,最后在分析的基础上总结了畸变屈曲研究目前尚需解决的问题。

基于哈密顿体系的薄壁型钢构件的整体稳定性分析

根据薄壁杆件弯扭耦合变形的经典理论,建立轴心压力作用下的薄壁型钢构件的弯扭稳定分析的计算模型,导出拉格朗日函数和拉格朗日方程;并引入对偶变量,将问题导入哈密顿对偶求解体系,建立型钢构件稳定问题的哈密顿正则方程,最后利用混合能的精细积分法及二分法求出临界荷载。本方法思路清晰,计算精度高,可推广应用于变截面构件的稳定性分析。

论薄壁型钢构件设计

介绍了薄壁型钢构件的特性及设计原理 ,探讨在设计该种构件时应注意的问题 。

H型钢楔形薄壁构件的局部屈曲性能分析

用三维退化曲壳元离散H型钢楔形薄壁构件 ,对其进行了考虑双重非线性的全过程分析 ,提出了评价H型钢楔形薄壁构件局部屈曲性能的特征荷载。考察了平均腹板宽厚比、楔率等参数对H型钢楔形薄壁构件屈曲后强度的影响 。

高强冷弯薄壁Z型钢受弯构件直接变形法研究

为弥补有效截面法不能计算发生畸变屈曲的高强冷弯薄壁型钢受弯构件整体弯曲变形的不足,开展了基于全截面特性求解此类构件整体弯曲变形的直接变形法(DDM)研究。采用ANSYS有限元软件对已有试验数据进行数值模拟,验证了用ANSYS软件分析此类构件的可行性。在此基础上,对不同卷边形式和截面参数的高强冷弯薄壁Z型钢纯弯构件进行了有限元参数分析,提取了各参数情况下的荷载-位移曲线,基于各曲线的分布规律,建立了不同卷边、不同厚度时基于全截面特性的直接变形法计算式,极大简化了构件弯曲变形的计算过程。

中间加劲C型钢构件压弯滞回性能非线性模拟

为克服普通薄壁C型钢构件在宽厚比较大时滞回性能差的缺点,首先对具有相同宽厚比的C型钢和加劲C型钢压弯构件的滞回性能进行了比较,结果表明加劲可有效改善此类构件的滞回性能;然后对具有中间加劲的C型钢构件在压弯循环荷载下的滞回性能、变形情况以及破坏模式进行了深入分析;研究了加劲设置对构件性能的影响,得出了合理的加劲布置方式;最后采用延性系数对中间加劲薄壁C型钢构件的抗震性能进行了评价,给出了设计建议。

冷弯薄壁C和Z型钢组合框架低层住宅的承载能力比较

利用遗传算法和直接强度法(DSM)得到轴压下优化后的冷弯薄壁卷边C和Z型钢,取相同截面积时两者的最优尺寸相同.利用有线条(CUFSM)和DSM,验证了单根冷弯C和Z型钢的临界屈曲荷载和极限承载力基本对应相等.随后,基于有限元软件SAP2000对冷弯薄壁型钢单层住宅整体建模,将优化后尺寸相同的C和Z型钢应用于结构中,施加相同的荷载,发现两者整体结构的临界屈曲载荷不同,Z型钢房屋框架屈曲后承载能力更高;承载薄弱的风向角所对应的Z型钢房屋组合框架屋檐等薄弱区域所承受的轴力较C型钢房屋更小,因此认为在用钢量相同的前提下,低层房屋建设选择Z型截面更优.

低层轻型钢结构装配式住宅及其产品标准

《本刊专题》编发了一组关于钢结构和轻钢结构的文章,从产品标准到建筑体系的研究;从钢结构住宅的发展历程的回顾到企业的探索与实践,还有美日等国的发展现状。洋洋洒洒30多页,真所谓内容丰富。其目的在于推广和推动这一全新的住宅形式,我国是一个产钢大国,发展钢结构住宅有很大的潜力,希望这组文章能引起业内人士关注,共同推进住宅产业现代化。

冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件畸变屈曲控制研究

基于部分加劲板件的畸变屈曲和局部屈曲的稳定系数比较,提出了冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件畸变屈曲发生于局部屈曲之后或畸变屈曲不发生的临界控制条件;给出了通过构件畸变屈曲计算长度控制畸变屈曲的临界条件;提出一种控制畸变屈曲的构造措施,即在卷边间加设缀板,并通过已有试验对其有效性进行验证,同时推导了卷边间缀板的刚度需求。结果表明:通过构件截面尺寸控制畸变屈曲不发生或发生在局部屈曲之后,可以不考虑构件畸变屈曲的影响,简化冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件承载力的计算;计算长度小于畸变屈曲半波长一半的构件不发生畸变屈曲;通过在卷边间加设缀板的构造措施能有效阻止部分加劲板件的转动,构件的畸变屈曲荷载和承载力都有很大的提高,缀板布置间距不同,构件承载力的提高幅度也不同,缀板间距越小,构件承载力提高幅度越大。算例分析表明,满足一定间距和刚度需求的缀板能够提高构件的畸变屈曲承载力或避免畸变屈曲的发生。

冷弯薄壁型钢轴压构件畸变与整体相关屈曲承载力计算方法研究

基于我国《冷弯型钢结构技术规范》(征求意见稿)和北美规范及澳洲/新西兰规范中的直接强度法,利用国内外已有的试验数据,计算了60根破坏模式为畸变与整体相关屈曲的轴压试件以及50根破坏模式为畸变屈曲的轴压试件的承载力。通过计算值与试验值的对比分析表明:我国《冷弯型钢结构技术规范》(征求意见稿)中直接强度法所计算的轴压试件畸变与整体相关屈曲的承载力与试验值之比的平均值接近1.0,结果较为理想;计算所得的轴心受压试件畸变屈曲的承载力明显高于试验值,偏于不安全。基于上述结果,对《冷弯型钢结构技术规范》(征求意见稿)中直接强度法计算畸变屈曲的承载力提出了相应建议,即畸变与整体相关屈曲的承载力计算公式和畸变屈曲的承载力计算公式不应统一,应区别对待或给出附加核查条件,在计算畸变半波长度和畸变屈曲的承载力时,采用屈服荷载而非构件整体稳定承载力。

冷弯薄壁型钢C形截面构件受弯承载力试验研究

为了研究冷弯薄壁型钢构件的受弯性能,对卷边形式为直卷边、斜卷边和复杂卷边的冷弯薄壁型钢C形截面受弯构件进行了试验研究。共计24个试件,分为12组试验,其中纯弯试验和非纯弯试验各6组。试验结果表明,卷边形式是影响构件受弯承载力的重要因素。试验中出现了局部屈曲、畸变屈曲以及局部和畸变的相关屈曲。对比两种受弯状态下的承载力发现,非纯弯时试件的承载力比纯弯时均有所提高,但提高的幅度和试件的屈曲模式有关,当发生畸变屈曲时提高得较多,而发生局部屈曲时提高得较少。利用有限元程序ANSYS对试验进行模拟,模拟结果与试验结果吻合较好。

应急医疗工程设计与建设工作的要点

针对应急医疗工程所遇到的问题,归纳总结出了设计与建设工作中应注意的要点,以期为今后类似的设计工作起到参考作用,也为今后的研究工作积累实践工程资料。

腹板开孔冷弯卷边槽钢轴压构件畸变屈曲分析

采用通用有限元软件ABAQUS,对冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件的腹板开孔的类型、开孔大小、开孔位置等参数进行分析,研究腹板开孔对构件发生畸变屈曲时屈曲稳定系数k值的影响。结果表明:开孔位置会影响其屈曲模式;多孔间距存在一个安全距离;腹板开圆孔或长圆孔时,构件屈曲系数k有着不同程度的降低。根据影响开孔构件畸变屈曲的主要参数,提出了开孔构件的端距限值和孔间距限值;对腹板开圆孔和长圆孔冷弯薄壁卷边槽钢轴压构件的畸变屈曲稳定系数进行分析并给出了相应的建议计算式。

规程CECS102:2002的三个设计计算问题及其解决办法

就《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)的应用提出以下设计计算中的问题及其解决方法:冷弯薄壁型钢檩条的强度验算公式引用现行规范GB50018—2002,没有考虑蒙皮效应的影响,而风吸力作用下整体稳定验算公式引用欧共体规范EC3的计算模式,考虑了蒙皮效应的影响,在少设拉条的情况下会得到悖理的计算结果,这两者的计算公式应统一配套考虑蒙皮效应的作用;在计算有效截面时,冷弯薄壁型钢构件卷边翼缘的屈曲系数取值偏小,应根据卷边的相对刚度加以提高可得到更合理的、较大一些的有效截面;隅撑-檩条能否作为屋面梁平面外完全的支承条件取决两者的相对刚度,通过计算隅撑-檩条体系下主构件的临界弯矩可得到屋面梁平面外合理的计算长度。