Study on the Dynamic Characteristics of Light Steel Residential Structural System

The study on the dynamic characteristics of light steel residential structural system has both theoretical and practical significance for the application and promotion of light steel residential structural system. In this paper, we analyze several common types of light steel residential structural system, describe the dynamic characteristics of the light steel residential structural system for an overview on the basis of former related studies, and then summarize the advantages of light steel residential structure system.

Development of Light Weight Structures to Provide Blast-Resistant Designs

In the past, blast-resistant designs for structures were often constructed with massive type structural systems, which relied more on brute strength than on finesse to achieve the required blast resistance. However, structures composed of COLD-FORMED steel components, such as sheet metal and metal studs, have shown great promise in providing blast resistance with the added benefits of low cost and ease of construction. Some examples of using such structures to provide containment for package handling facilities (PHF) are described in the paper for situations where blast containment is needed, such as a potential package bomb being discovered during the package vetting process. Results from tests and analytic data are used to illustrate aspects of design peculiar to such types of applications. Designs for specific capacities of PHF are described.

基于BIM技术与模拟退火算法的村镇轻钢框架结构智能设计方法

传统村镇住宅结构设计需要进行大量的人工试算与重复建模,而受制于建设成本,村镇住宅无法像城镇住宅一样通过设计师进行专业的结构设计与验算,其安全性与经济性均难以满足要求。为此,提出一种村镇轻钢框架结构智能设计方法,包括智能建模与智能优化两个环节。基于图层自动识别算法、光学字符识别技术、自适应分块算法提出村镇轻钢框架结构BIM智能建模方法,包括图层识别、轴文本数据提取、墙体轮廓提取等,智能建模结果基本满足实际工程要求。基于提出的两阶段模拟退火算法给出村镇轻钢框架结构的智能优化方法,优化速度较快,优化效果良好。通过实际工程案例对提出的智能设计方法进行验证,结果表明,提出的村镇轻钢框架结构智能设计方法具有可行性,与传统的人工设计方法相比,设计周期可缩短70%以上,材料用量、结构设计指标接近人工设计结果。

装配式轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构抗震性能

为研究装配式轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构抗震性能,对1个足尺轻钢框架结构试件和3个足尺轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构试件进行了低周反复荷载下的抗震性能试验及理论分析,试件变量包括:2种装配构造,即内嵌式装配墙板、外贴式装配墙板;2种轻钢骨架轻混凝土墙板,即框架式轻钢骨架轻混凝土墙板、桁架式轻钢骨架轻混凝土墙板。研究了各试件的破坏特征和损伤演化过程,分析了结构滞回特性、承载力、变形能力、刚度退化、耗能性能和应变。结果表明:装配式轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构共同工作性能良好,其水平承载力相比轻钢框架提高了204.7%~210.4%,抗侧刚度提高了257.3%~512.5%,结构变形及耗能能力有显著提高;内嵌墙板的自攻钉连接构造以及外贴墙板的螺栓连接构造传力性能可靠,结构具备2道抗震防线的受力特征;基于简化塑性分析模型以及拉压杆软化桁架模型,对试件承载力进行了计算,计算结果与试验符合较好。

轻钢结构建筑物化阶段碳排放及减排的研究

建筑行业碳排放量占社会碳排放总量的40%左右,其中,建筑物化阶段的碳排放总量最大,且强度高,该阶段碳减排是建筑减排的重要突破口。目前,大部分建筑减排研究主要针对传统现浇钢筋混凝土建筑,对于轻钢结构建筑的研究较少,针对轻钢建筑物化阶段碳排放的研究更少。本研究构建了轻钢建筑物化阶段碳排放计算模型,选取北京某轻钢结构建筑为案例,通过计算物化阶段的碳排放,分析建材生产、运输、施工建造各阶段的碳排放,发现轻钢结构建筑在各阶段有较大的减排潜力,并提出相应的减排措施。

轻钢房屋整体风致易损性分析

轻钢房屋被广泛用于民宅和厂房等低矮建筑中。该类结构轻质,对风荷载较为敏感,在台风中破坏严重,造成了巨大的经济损失,因此对该结构进行风灾评估具有重要意义。首先,基于随机模拟技术提出了轻钢房屋整体结构风致易损性的分析框架,其中涉及风荷载随机化方法、主体结构和围护结构风致易脆性分析方法以及房屋整体结构风致易损性分析流程。其次,基于所提框架对一具体轻钢结构风致易损性进行了案例分析,结果表明,所提方法较好考虑了飞掷物和风压联合作用及其造成的内压变化效应,并可将主体结构和围护结构的风灾损失进行融合,获得结构整体易损性曲线。

建筑混凝土轻钢结构损伤可靠检测仿真研究

建筑混凝土轻钢结构强度高、整体刚性好、变形能力强,但由于其构件断面偏小,发生开裂损伤后极限承载能力下降,严重影响建筑整体质量,所以应研究建筑混凝土轻钢结构损伤检测方法。先构建轻钢结构实体并自动生成三维轻钢结构有限元模型,利用模态分析模块求解轻钢结构模态参数。采用希尔伯特振动分解算法,获取轻钢结构损伤检测的最大幅值分量信号,并将其输入至全连接神经网络,检测损伤情况,并输出损伤结果。测试结果显示:获取的一阶和二阶频率结果与实际结果之间最大差值分别为0.75Hz和1.2Hz,说明上述方法可准确得出轻钢结构的相关模态参数,能够完成建筑混凝土轻钢结构损伤的可靠检测。

预制装配式螺栓连接型轻钢构造柱施工技术研究

传统构造柱的施工涉及工种多,工序复杂,工期长,工人劳动强度大,存在马牙槎留置偏差、钢筋偏位、混凝土侧漏、不密实等质量通病,显然无法满足现代建筑产业化,绿色施工的要求。提出了一种可代替传统钢筋混凝土构造柱的轻钢构造柱施工工艺,确定了其施工特点、原理、工艺流程及质量控制措施,获得了最佳的经济和社会效益,是一种可靠、高效的新技术,具有广阔的应用前景。

某工业厂房结构设计探析

为实现厂房功能,满足工艺要求,文中以某厂房为例,对设计中遇到的结构布置、柱网方案、上部结构设计等方面的问题进行分析。结果表明,结构布置要根据荷载、规则性、结构类型等因素确定,柱网布置要结合上部结构、基础总造价确定。得出结论,生产车间上部结构设计流程为先确定框架梁布置方案,再进行钢结构屋顶、夹层设计、最后进行结构整体计算。

结构参数对不锈钢织物透光与电磁屏蔽的影响

为实现不锈钢织物高透明与强电磁屏蔽性能相兼容的目标,文章采用数值计算与理论分析相结合的方法,在分析不锈钢织物主要结构参数(线径与线距)对其透光与电磁屏蔽性能影响的基础上,引入TOPSIS评价方法,探讨了线径与线距对不锈钢织物光学与电磁学综合性能的影响。结果表明,由于电磁衍射的存在,结构参数对透光与电磁屏蔽性能的影响呈现非线性规律。其中,不锈钢织物的线距变化对总体性能的影响最为密切。当线径在0.02~0.05 mm且线距在0.4~1.0 mm时,不锈钢织物在90%高透光率的前提下,可达到至少30 dB的屏蔽效能,为高透光电磁屏蔽材料的结构设计提供了理论指导。

钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构抗震性能试验研究

对钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构足尺试件进行了水平低周往复加载试验,研究了灌浆轻钢剪力墙与钢框架的耦合效应,分析了结构的破坏模式、受力特征和耗能机理,得到了结构的承载能力、抗侧刚度、延性及耗能能力等。通过与纯钢框架及冷弯薄壁型钢灌浆墙体结构的试验结果对比,发现灌浆轻钢剪力墙通过自攻螺钉采用内嵌的方式与钢框架连接,二者具有良好的协同工作性能,框剪结构的抗剪承载力和抗侧刚度分别是钢框与墙体对应值之和的1.50倍和1.64倍,结构延性系数达5.42,抗震性能优良,研究结果可为该类结构的设计研究提供科学基础。

旧城改造中轻钢结构屋面施工关键技术研究

为更好改造既有建筑屋面,降低旧城改造建设成本,提出采用结构稳定、抗震性好、耐久性强、质量轻、侧向刚性小、隔声性强、防火、防潮、节能、生态环保等诸多优点的轻钢结构屋面。通过优化钢结构、木结构、轻质混凝土屋面,对材料控制、施工工艺、质量控制要点等关键施工技术进行创新提炼,分析了轻钢坡屋面的独特性,并总结了轻钢坡屋面施工经验教训。

门式刚架轻型房屋钢结构设计的优化分析

从门式刚架的连接形式和特点两方面介绍门式刚架,阐述门式刚架轻型房屋钢结构的优势,探讨门式刚架轻型房屋钢结构的不足之处,并结合门式刚架轻型房屋钢结构的设计要点提出相应的优化措施,如优化结构构件、优化设计支撑系统、合理确定檐口高度及准确确定荷载。

装配式钢结构农宅在天水地区乡村振兴中的应用研究

装配式钢结构农宅结构体系具有强度高、延性好、抗震性能优良、构件轻便、易于运输等优点,围护墙板具有轻质、保温隔音好等优点,很适合在农村大力发展。为此,首先从天水农村人口占比和城镇化率、抗震设防标准和农宅抗震设防现状、建筑气候区划和冬季采暖现状,分析了天水乡村发展装配式钢结构农宅的必要性;其次从国家发展装配式钢结构建筑的政策导向、钢铁产业和钢结构产业发展情况、装配式钢结构建筑在国内农村的应用现状和经济性,分析了天水乡村发展装配式钢结构农宅的可行性,而后分析探讨了适用于乡村农宅的钢结构结构体系和可用于其的围护墙板、楼地面及屋盖板。研究发现,装配式钢结构农宅很适合用于天水地区乡村振兴的农宅建设中。

越野型265/65R18LT全钢轻型载重子午线轮胎的设计

介绍越野型265/65R18LT全钢轻型载重子午线轮胎的设计。结构设计:外直径809 mm,断面宽282 mm,行驶面宽度210 mm,行驶面弧度高11 mm,胎圈着合直径459 mm,胎圈着合宽度215.9 mm,断面水平轴位置(H_(1)/H_(2))0.9729,胎面采用越野花纹,并预留镶钉位置,花纹深度14 mm,花纹饱和度55%,花纹周节数40。施工设计:胎面采用胎冠胶和基部胶2层设计,1^(#)和2^(#)带束层采用3×0.20+6×0.35HT钢丝帘线,冠带层采用930dtex/2锦纶66浸胶帘布,胎体采用3+9×0.22+0.15钢丝帘线。成品性能试验结果表明,轮胎的充气外缘尺寸和各项性能均符合国家标准要求。轮胎接地印痕矩形率为1.01,肩部沉降为1.05,与有限元分析结果一致。

基于正交试验法的苏南轻钢农宅能耗模拟及优化

文章以苏南地区的一幢典型代表性农宅为例,构建轻钢结构农房模拟模型,选取影响建筑能耗的七个关键因素,运用建筑能耗软件De ST-H进行能耗模拟分析。通过正交试验法研究分析,得出多种试验结果,并对各个能耗影响因素的作用趋势和主次程度进行分析,得到最适宜的建筑能耗优化设计组合结果,为苏南地区的轻钢结构农宅的能耗优化设计提供一定的理论参考。

基于线结构光的钢领内表面圆度测量方法

针对钢领内表面圆度在人工接触式测量中存在主观干扰及自动化程度低等问题,提出一种基于线结构光的钢领内表面圆度测量方法。通过构建图像掩模提取钢领内表面线结构光条纹的感兴趣区域,采用基于主成分分析的改进Steger方法,通过计算条纹法线方向的二阶泰勒展开得到亚像素级条纹中心,提升算法效率。由线结构光条中心坐标相机内外参数、光平面方程及旋转轴方程重构钢领内表面三维点云数据,根据圆度评价方法建立基于点云数据的钢领内表面圆度的测量模型。实验结果表明,本文方法所测最大偏差为5.8μm,与文献中投影法所测结果相比更加精确,重复性测量标准差为0.725,且算法运行时间小于40 ms。

装配式轻钢承重保温一体化墙板受剪性能研究

提出了一种装配式轻钢承重保温一体化墙板,并设计了3种不同构造形式的墙板,通过水平单调加载和低周往复加载试验,对其受剪性能进行了研究。构造合理的新型轻钢承重保温一体化墙板具有较高的抗剪承载力,在竖向和水平荷载作用下表现出良好的延性。经分析使用新型墙板作为低层房屋的承重墙体,可以满足高烈度区抗震要求的水平承载力。

轻型模块化钢结构组合体系在第十届中国花卉博览会酒店项目中的设计与应用

第十届中国花卉博览会酒店项目由酒店客房及其他配套用房组成。结合客房区建筑模块化及标准化的特征,创新性地采用了轻型模块化钢结构组合结构体系,系统介绍了轻型模块化钢结构在项目中设计与应用的情况。建设初期对不同模块拆分方案的优缺点进行了对比,确定了结构最终的模块单元划分。对结构设计中的关键问题和解决方案进行了重点阐述,包括基础设计、施工误差引起的荷载偏心处理、连接节点及计算模型的设计处理等。对结构进行了整体分析,结构整体计算指标均能满足规范相关要求。项目建设速度快,会后可快速拆除及整体运输,模块箱体可异地循环使用,具有较大的综合效益。通过本工程的实践,成功应用了该模块化结构体系,为该体系在类似项目中的推广提供了可靠的工程经验。

牛田洋大桥主桥钢桁梁设计

汕头市牛田洋大桥主桥为(77.5+166.1+468+166.1+77.5)m公轨两用钢桁梁斜拉桥。主桥采用双层桥面布置,上层为双向8车道一级公路兼城市快速路,下层为双线跨座式轨道交通。该桥采用半飘浮体系,纵、横向正交分离的减隔震约束体系。主梁采用带副桁的板桁结合钢桁梁结构,主桁采用三角桁,桁高11 m,2片主桁中心间距16 m;副桁上弦杆采用平行四边形箱形截面,弦杆顶板中心线间距37.2 m。主梁共63个节间,标准节间长15.1 m,主跨及次边跨公路桥面系采用纵横梁体系正交异性整体钢桥面板,边跨公路桥面系采用纵、横梁支撑的混凝土桥面板;下层轨道交通无桥面板,设置下平纵联。索梁锚固采用锚拉板式钢锚箱。主梁标准节段采用两节间大节段全焊制造。边跨、次边跨钢桁梁采用顶推法施工,主跨钢桁梁采用悬臂吊装法施工。