钢-竹组合箱形梁抗弯性能试验

采用2根冷弯薄壁U型钢作为箱形骨架,型钢外表面用结构胶黏剂黏结4块竹胶板,形成钢-竹组合箱形梁。以竹胶板厚度、薄壁型钢厚度及U型钢截面尺寸为控制参数,对6根组合箱形梁试件进行抗弯性能试验,测量各级荷载作用下型钢、竹胶板应变与挠度发展,分析破坏过程与破坏机制,探讨组合梁的抗弯刚度、正常使用极限荷载、承载能力极限荷载等抗弯性能。试验结果表明,组合梁整体工作性能优良,型钢与竹胶板黏结可靠,竹胶板厚度与U型钢截面尺寸的增大有利于提高组合梁的抗弯刚度与极限荷载,型钢厚度的增大有利于增强延性性能与极限荷载。研究表明,钢-竹组合箱形梁的破坏具有明显的延性特征,具有良好的安全储备,能够作为受力构件用于建筑工程。

弹性模具冷弯成形中薄板的力学建模

提出了一个弹性模具薄板冷弯成形力学模型和相应的解法，并作了实例的数值分析。根据薄板与弹性体和椭圆冲头的接触情况，薄板可分成三部分。应用薄板的大挠度和接触力学理论，分别推出了各部分相应控制方程的解析解；然后根据对应的协调关系，用迭代法求出薄板的内力和接触应力的分布。该力学模型的主要优点是前提假定较少和整个求解过程物理意义明确。计算分析表明，本模型预测弹性模具上冷弯成形薄板的内力和接触应力十分有效。

考虑滑移效应的薄壁型钢-混凝土组合梁抗弯承载能力分析

分析滑移对冷弯薄壁U型钢-混凝土组合梁抗弯性能的影响.通过对组合梁进行理论分析和AN-SYS分析,建立考虑滑移效应的弹性和极限抗弯强度计算公式,计算简支冷弯薄壁U型钢-混凝土组合梁抗弯承载力.理论计算值与试验结果对比表明,考虑滑移效应的弹性弯矩计算值和极限弯矩计算值与试验值吻合较好,滑移对组合梁弹性抗弯强度的降低不能忽略;考虑强度极限状态时,钢梁部分截面进入应力强化阶段的有利影响,滑移对极限抗弯强度的影响可以忽略不计.

借鉴国外经验促进我国冷弯钢板桩生产的发展

介绍了采用辊式冷弯成型的冷弯钢板桩产品的特点、应用、分类及其在国外的发展情况,并对加快发展我国的冷弯钢板桩产品提出了建议。

对两个《冷弯钢板桩》行业标准的几点商榷

对近年两个《冷弯钢板桩》的行业标准进行了分析研究,认为在截面特性参数部分数值的准确性、数据的完整性和标准中所附产品断面结构尺寸的合理性方面存在问题;希望就冷弯钢板桩产品标准中列入截面特性参数和断面图形、详细尺寸的必要性进行探讨,以使其产品标准更完善。

冷弯薄壁卷边槽钢梁弹性畸变屈曲拟合计算

针对冷弯薄壁卷边槽钢纯弯梁,从现有文献中,选取具有代表性的截面形式,分析截面各种几何参数对弹性畸变屈曲临界应力fod的影响,并在此基础上拟合得到fod计算公式。该拟合公式物理意义明确,与有限条法计算结果进行对比,结果表明:所提出的公式具有较高工程精度,且简单实用、便于手算;该公式的运用,推进了直接强度法的实用化进程,亦可供工程设计人员参考。

冷弯薄壁型钢-细石混凝土组合梁抗弯性能研究

为研究冷弯薄壁型钢-细石混凝土组合梁的抗弯性能,对3个不同抗剪构造的组合梁进行了单调静载试验,考察了组合梁的破坏形式、承载能力等.组合梁的破坏特征为托梁腹板剪切破坏并出现扭转,托梁上翼缘屈服、部分抗剪螺钉拔起、混凝土出现贯通裂缝继而组合梁发生整体破坏.试验结果表明:设置抗剪件对组合梁极限承载力无显著影响但可提高组合梁抗弯刚度.建立ANSYS有限元模型进行数值模拟,并对验证后的有限元模型进行变参数分析,研究结果表明:减小螺钉间距、提高钢材强度、增加托梁腹板高度、增加混凝土厚度均会提高组合梁承载力.最后,基于考虑托梁腹板高度、螺钉间距等影响因素修正系数η,提出了组合梁抗弯极限承载力公式,并与试验结果、有限元结果对比,验证了公式的正确性.

冷弯薄壁型钢-胶合木组合梁受弯性能有限元分析

以冷弯薄壁型钢、胶合木为材料,利用胶合木将冷弯薄壁型钢包裹的连接方式构建新型箱形截面冷弯薄壁型钢-胶合木组合梁;运用有限元软件ABAQUS建立5组共10根组合梁模型,分析钢板厚度、钢材强度、胶合木层厚度、连接方式对组合梁抗弯性能的影响,探索组合梁在受弯破坏时的破坏形态以及破坏机理。结果表明:在有限元模拟加载过程中,组合梁的胶合木层下翼缘先于上翼缘达到抗拉强度,由此导致组合梁跨中产生弯曲裂缝,发生弯曲破坏,跨中下部胶合木层随着荷载增大出现局部顺纹剪切破坏。钢板厚度、钢材强度、胶合木层厚度、钢木连接方式对冷弯薄壁型钢-胶合木组合梁的抗弯性能均有不同程度的影响,尤以连接方式影响程度最大。将冷弯薄壁型钢与胶合木两种不同材料组合在一起,能充分发挥各自性能特长,以承担外部荷载并使组合梁的抗弯承载力比纯钢梁有大幅度提高。

冷弯C型钢梁在双向弯曲情况下的屈曲模态分析

屈曲模态在一定程度上影响了冷弯C型钢梁构件的受力性能,为了得到钢梁屈曲模态和双向弯曲之间的联系,采用ANSYS有限元软件,建立SHELl181壳单元有限元模型,对冷弯C型钢梁在双向弯曲作用下的失稳进行了分析,得到钢梁在不同角度的斜向横向力作用下的不同屈曲模态,并对双向受弯钢梁屈曲模态的一般规律进行总结。

一种矩形空心工字钢

介绍了一种矩形空心工字钢,该空心工字钢由板(或带卷)经冷弯成型机组在室温下冷弯成型成两块近似M形型钢后再焊接在一起而制造,与热轧H型钢相比较,在单重相同的情况下,WXG可提高5 56%-45 96%,WYG可提高51 01%-105 46%;在截面系数相同的情况下,可节约材料1 1%-18 42%。分析表明该矩形空心工字钢具有优良的截面性能。

冷弯等边角钢梁双向受弯屈曲分析

冷弯等边角钢梁由于其截面的特殊性,外荷载作用方向易与形心主轴倾斜而产生双向弯曲。考虑荷载经过截面剪心情况下冷弯等边角钢梁的双向受弯作用,利用ANSYS有限元软件,对双向弯曲作用下冷弯等边角钢梁进行屈曲失稳分析。首先,在集中和均布荷载作用下,得到四组不同宽厚比的角钢梁在三组跨度下的屈曲模态与屈曲荷载并进行结果分析;然后改变外荷载与主轴的夹角,找到不同角度下冷弯等边角钢梁的屈曲模态与屈曲荷载的变化规律。结果表明,宽厚比、跨度的变化与荷载角度的改变对冷弯等边角钢有不同的作用,并且不同角度的荷载产生的双向弯曲作用会影响冷弯等边角钢梁的屈曲模态。

考虑滑移效应的钢-混凝土组合梁弹性受弯承载力计算

以冷弯薄壁U型钢-混凝土组合梁为研究对象,对组合梁进行了理论分析,建立了考虑滑移效应的弹性抗弯强度计算公式,并计算了8根简支冷弯薄壁U型钢-混凝土组合梁弹性抗弯承载力.将理论计算值与相关文献中的试验结果进行对比,结果表明:考虑滑移效应的弹性弯矩计算值与试验值吻合较好,滑移效应对组合梁弹性抗弯承载力降低的影响不能忽略.

C形冷弯薄壁型钢-竹组合梁受弯性能研究

冷弯薄壁卷边槽钢和竹胶板通过结构胶复合成C形钢-竹组合梁,通过有限元分析C形钢-竹组合梁的受弯性能,有限元参数包括竹胶板厚度、梁截面高度、钢的布置方式、梁是否倾斜放置、梁是否有侧向支撑。研究结果表明,增加竹胶板能有效提高冷弯薄壁型钢的抗弯承载力,竹胶板厚度越大的组合梁承载力越高,但当竹胶板到达一定厚度后再增加厚度对于组合梁承载力的提高作用很小;当组合梁无侧向支撑时,倾斜放置时的承载力明显低于水平放置,但有侧向支撑时两者承载力接近;钢仅布置在组合梁上下翼缘附近的空腹型钢式C形组合梁,其承载力仅比普通C形组合梁(钢沿着梁翼缘和腹板连续布置)低了约5%,但用钢量比后者节省了约20%。

可变振幅循环荷载作用下的纯弯曲冷弯圆形钢管混凝土梁

对钢管混凝土在循环荷载作用下的非弹性弯曲性能进行试验研究。对可变振幅循环荷载系列下,不同尺寸的钢管混凝土进行控制旋转、均匀循环弯曲试验,表明钢管混凝土梁具有局部弯曲稳定的滞后性能,可根据D/t比值说明强度和延展性的退化。根据强度、滞回曲线和破坏模式,提出抗震性能参数。在循环试验中获得的最大弯矩与采用钢和混凝土规定中所预测的弯矩进行比较,确定适合抗震结构系统设计和建造的新长细比限值。对新长细比限值与设计规范中的限值进行比较。

冷弯薄壁Z形钢梁的双向弯曲和扭转试验研究

冷弯薄壁Z形截面钢梁在实际工程中受到横向荷载作用时容易发生双向弯曲并且伴随扭转。为此,对跨中偏心集中荷载引起的双向弯曲和扭转联合作用下12根冷弯薄壁Z形钢梁进行静力试验。试验采用两种不同厚度、两种不同跨长的冷弯薄壁Z形钢梁,梁端为简支支座,在跨中施加平行于腹板的竖向集中力,并采用3种不同的偏心距,得到了试验钢梁的破坏形态、极限荷载、荷载-位移曲线。同时对试验钢梁进行了非线性有限元分析,分析结果与试验结果吻合。试验钢梁在跨中偏心集中力引起的双向弯曲和扭转联合作用下,截面发生扭转,同时上翼缘出现畸变屈曲,下翼缘出现局部屈曲。随着偏心距数值的增大,钢梁破坏时的极限荷载值明显降低,受弯承载力相应地降低。根据现行冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50018—2002)的计算公式对试验钢梁的承载力进行了计算,得到的计算结果十分保守。

冷弯薄壁型钢-竹胶板组合梁受弯性能试验研究

提出了一种新型的轻质组合梁-以冷弯薄壁槽钢为骨架,钢板外表面用结构胶粘剂粘结竹胶板组成工字型截面的冷弯薄壁型钢-竹胶板组合梁。以组合梁中的竹板厚度、型钢截面尺寸及其厚度为参数,对9根钢竹组合梁试件进行了弯曲性能试验,观察各级荷载作用下钢板及竹板中的应变变化、组合梁挠度的发展,分析了组合梁的破坏过程、破坏形态及破坏机理,探讨了组合梁的极限承载力和抗弯刚度等弯曲性能。结果表明,薄壁型钢和竹胶板整体工作性好,组合效应显著,构件跨中横截面平均应变基本上呈线性分布,力学性能优良,可应用于工程实践;随着钢板厚度、竹胶板密实度和构件截面尺寸的增大,构件的承载力、挠度变化呈规律性。研究表明,钢竹组合构件在我国建筑结构领域具有很好的发展前景。

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。

弯扭联合作用下LSB钢梁的屈曲性能分析

LSB(Lite Steel Beam)钢梁是一种新型的空心矩形翼缘槽形截面的冷弯薄壁钢梁,采用具有专利的冷弯和焊接技术成型。其剪力中心位于腹板外侧,当横向荷载偏离剪力中心时,将使钢梁受到弯矩和扭矩的联合作用。在已完成的理论分析和试验研究的基础上,对弯扭联合作用下的LSB钢梁考虑不同的跨度、偏心距、偏心情况等影响参数进行弹性屈曲分析和非线性有限元分析,更广泛地揭示其屈曲性能及破坏特征,并提出合理的设计方法。