光伏支架高强冷弯C型钢檩条的受弯性能研究

为研究光伏支架中高强冷弯C型钢檩条的受弯性能,对5种布置方式下的LQ550高强冷弯C型钢檩条(下文简称为“C型钢檩条”)开展了跨间6个加载点集中加载试验。建立C型钢檩条有限元模型,并通过试验得到的C型钢檩条受弯性能验证模型的准确性,并依此模型探究檩条相对长细比对其受弯稳定承载力的影响规律。参照GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的规定,分析了撑杆约束对檩条受弯稳定承载力的有利作用。结合实际项目,对采用C型钢撑杆的光伏支架开展现场加载试验。研究结果表明:1)檩条的抗弯刚度和受弯稳定承载力通过在跨间设置撑杆约束后明显提高,且设置C型钢撑杆约束的提高效果强于圆管撑杆。2)C型钢撑杆可视为理想侧向支承,檩条平面外计算长度系数可以根据C型钢撑杆的设置情况取值。3)现场加载试验证明C型钢撑杆对檩条扭转具有良好的约束效果,充分验证了采用C型钢撑杆体系的新型光伏支架结构的适用性。

冷弯薄壁C型钢梁柱节点弯矩-转角数学模型

结合现有的研究成果和国内外常用的两种弯矩-转角的数学模型(线性模型和多项式模型),对冷弯薄壁C型钢梁柱节点的弯矩-转角曲线分别进行模拟,以此找出冷弯薄壁C型钢梁柱节点极限弯矩承载力和相对转角之间的关系。根据两种弯矩-转角数学模型,与试验得到的弯矩-转角曲线进行对比,确定出最为符合冷弯薄壁C型半刚性钢梁柱节点的弯矩-转角模拟曲线。

制作及安装误差对冷弯薄壁C型钢轴心压杆承载力的影响

采用柱挠度曲线法(CDC法)分析了制作和安装误差(初弯曲、初偏心)对冷弯薄壁C型钢轴心压杆承载能力的影响。分析时取有效截面,以变刚度杆件为模型,计算了当初始弯曲及偏心率分别为H/1 000、H/750和H/500时柱子曲线的变化。根据分析结果,建议现行规范对冷弯薄壁型钢构件可适当放宽其制作及安装误差的限制。

冷弯薄壁型钢C型构件轴压受力机理

随着我国钢材产量的不断提高以及技术水平的不断进步,钢结构的应用越来越广泛,薄壁轻型钢结构是目前钢结构房屋发展的主要趋势之一。冷弯薄壁型钢构件在受力上与传统热轧钢结构构件有着很大的不同,尤其是在轴压和剪弯荷载作用下的机理存在的较大的差异。在此基础上,本文针对冷弯薄壁型钢C型构件弯剪受力机理展开分析,运用有限元软件进行数值验证。

冷弯薄壁C型钢节点的抗震性能试验研究

通过4个冷弯薄壁C型钢梁柱节点的低周反复荷载试验,以节点板螺栓间距与节点板厚度为参数,研究分析了该种节点的滞回曲线、延性与承载能力、刚度退化、耗能能力及其破坏特征。结论表明,冷弯薄壁C型钢梁柱节点的滞回曲线呈纺锤形,延性系数在2.38～3.56之间,达到极限荷载后刚度退化较快,耗能能力较强。由于节点最终的破坏为冷弯薄壁C型钢梁受弯破坏,所以螺栓间距与节点板厚度对节点的受力性能和抗震性能影响不大。

腹板开孔冷弯薄壁C型钢纯弯构件抗弯承载力研究

为了研究腹板开孔对冷弯薄壁C型钢抗弯承载力的影响,选取不同孔洞尺寸和不同孔洞数目的冷弯薄壁C型钢受弯构件进行了有限元分析,结果表明:当此类构件发生畸变屈曲失稳模式时,构件抗弯承载力随孔洞高度的增加呈现降低的趋势,但随孔洞数目的增加变化不大。

冷弯薄壁C型钢梁弯曲性能的试验研究

近几年来,我国兴起了冷弯薄壁型钢结构住宅体系,冷弯薄壁型钢得到快速发展。基此,笔者采取试验、理论和有限元模拟分析相结合的方法,对冷弯薄壁C型钢梁的弯曲性能进行分析研究,从而得出冷弯薄壁型钢结构与传统的热轧钢相比,更具有良好经济性。

钢板桩冷弯工艺设计及有限元模拟

设计了一种适用于重型U型钢板桩的冷弯工艺方案,该方案考虑了钢板厚度和回弹等影响,获得了重型U型钢板桩的成形工艺参数,包括成形道次和辊花图,并借助于有限元软件验证此工艺的可行性,将此冷弯工艺方案应用实验钢板桩生产线,获得了厚度为12mm重型钢板桩成品。结果表明,冷弯部位变形光滑,利用冷弯工艺可以生产厚度为12mm的重型U型钢板桩。

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。

冷弯型钢C形截面受弯构件平面内稳定性能研究

为了研究冷弯型钢受弯构件平面内的稳定性能,对直卷边和斜卷边的冷弯型钢C形截面受弯构件分别进行了试验研究和有限元参数分析。试验研究和有限元分析均包含构件纯弯和非纯弯两部分。研究结果表明,多数构件在非纯弯作用下的抗弯承载力高于纯弯作用下的,但也有部分以局部和畸变相关屈曲为主的构件在纯弯作用下的抗弯承载力略高。屈曲模式是影响构件抗弯承载力的重要因素,构件以畸变屈曲为主时,非纯弯作用下的抗弯承载力明显高于纯弯作用下的。

12mm重型U型钢板桩冷弯工艺设计及应用

针对目前传统重型U型钢板桩冷弯成形工艺弊端,提出了一种新的冷弯成形工艺,即C形-局部加热-帽形顺序、交替成形工艺。以某公司厚度规格为12 mm重型U型钢板桩为例,设计了2套冷弯工艺方案(传统冷弯工艺、新型冷弯工艺)。从板料冷弯过程变形趋势光滑的角度选取新型冷弯工艺进行12 mm重型钢板桩的工艺设计,获得了完整的工艺参数(弯曲道次、弯曲角度、反弯角度)。比较优化后的重型U型钢板桩冷弯成形工艺参数,包括弯曲道次、弯曲角度、反弯角度等,将此优化后的工艺应用于某公司钢板桩生产线,获得了质量合格的厚度为12 mm重型钢板桩成品。