腹板开孔轻钢龙骨复合墙体截面参数对传热的影响

对腹板开孔轻钢龙骨复合墙体截面参数如钢龙骨翼缘宽度、龙骨厚度、龙骨宽度和龙骨间距对墙体传热的影响和热桥问题进行模拟研究.结果表明:龙骨翼缘宽度对墙体传热系数影响不大,对墙体局部多维传热影响较大;龙骨宽度对墙体传热系数影响很大,龙骨宽度越小,热桥现象越严重;墙体传热系数随龙骨厚度的增加呈线性上升,龙骨截面越厚,热桥现象越突出;热桥占墙体总面积的比例随龙骨间距增加而减小,墙体的传热系数相应减小,而对钢龙骨的热桥效应影响甚微.

波形钢板剪力墙拟静力试验及数值模拟

为对比波形钢板剪力墙和平钢板剪力墙的抗震性能,进行了水平、竖向波形钢板剪力墙试件和平钢板剪力墙试件的拟静力加载试验,并利用有限元软件对三种钢板剪力墙试件进行了非线性数值分析。试验及有限元分析结果表明:波形钢板剪力墙试件的承载能力和滞回性能显著优于平钢板剪力墙。有限元分析表明:三种钢板剪力墙模型的滞回曲线与试验试件的滞回曲线基本吻合,且模型的特征点位移、荷载与试验数据的相对误差在10%以内,模拟分析结果与试验结果吻合度较高,进而对钢板剪力墙深入研究;试验中发现约束边缘构件H型钢柱刚度不足,导致平钢板剪力墙过早发生平面外失稳破坏,波形钢板剪力墙其腹板未能充分发挥其力学性能。从有限元分析结果可知,将H型钢柱更换为刚度较大的方钢管柱,可以有效防止钢板剪力墙过早发生平面外失稳破坏,使得内嵌钢板的力学性能得以充分发挥,三种钢板剪力墙的抗震性能均有较大的提升,且其中竖向波形钢板剪力墙抗震性能最佳。在此基础上,以竖向波形钢板剪力墙为例,分析波幅和波长对其抗震性能的影响。有限元结果表明,随着波幅的增大,剪力墙的抗震性能逐步提高,但当波幅超过70mm时,其抗震性能提高的速度降低,随着波长的减小,剪力墙的抗震性能逐步提高,但由于波形钢板加工工艺的限制,波形钢板的波长为100mm左右时,剪力墙的抗震性能表现较好。

新型轻钢龙骨体系墙体计算方法研究

无比钢结构是一种新型的轻钢龙骨体系,我国现有的结构软件无法直接对其进行设计和计算,采用有限元方法是目前进行结构分析较好的选择。本文介绍了无比钢墙体的组成及做法,提出了两种针对墙体的有限元建模方法,利用有限元分析软件包ABAQU S6.4对典型试验试件进行了分析,并与试验结果进行比较,验证了两种建模方法的正确性。以6层住宅楼为例,对典型墙体在竖向和水平设计荷载作用下的应力和最大水平位移进行了分析,结果满足设计要求,且两种方法所得结果十分接近,验证了两种建模方法的正确性和可行性,值得在以后的工程中推广使用。

钢丝网泡沫混凝土轻质墙板

钢丝网泡沫混凝土轻质墙板是采用双层钢丝网加强的泡沫混凝土墙板。其体积密度596kg/m3，抗弯性能接近承重构件，保温性能相当于普通粘土砖的5～7倍，耐火极限不小于25h，是一种有良好发展前景的墙体材料。介绍了该板的生产工艺、产品的物理力学性能。

轻钢龙骨腹板开孔参数对复合墙体传热的影响

对C型腹板开孔轻钢龙骨复合墙体的传热性能进行了数值模拟,分析了腹板开孔参数(开孔排数、开孔长度、宽度、孔的横向间距和纵向间距)对墙体传热的影响和热桥问题.结果表明,腹板开孔后能有效降低墙体传热系数和热桥效应,合适的开孔参数为:开孔排数4-6排、孔长70-80mm、孔宽2-3mm、孔的横向间距6-9mm、纵向间距20-30mm.

腹板开孔新型冷弯薄壁构件受弯性能研究

目的分析经腹板开孔处理的受弯构件静力性能变化,以及各参数值变化后对构件的影响规律.方法采用ANSYS有限元分析方法,以两种新型构件(HF1、HF2)的截面参数、孔洞参数作为变化量.对比分析两种新型构件腹板开孔、不开孔的屈曲模式、应力分布、挠度和承载力等.结果在常用孔洞参数范围内,构件开孔后性能降幅一般不高于10%,但构件延性会降低;截面高度对构件的抗弯能力起控制性作用;孔洞长度越长,构件的性能损失就越大.结论两种新型构件在腹板开孔后抗弯性能损失较小,各类参数取值不同能够影响构件的抗弯承载力.

腹板开孔轻钢龙骨复合墙体传热性能试验

为进一步探讨优化轻钢龙骨复合墙体传热性能的有效途径,扩大其在我国寒冷地区的应用,采用热电偶测温方法进行了腹板开孔、带外保温层腹板开孔轻钢龙骨复合墙体传热性能的试验研究,重点考察了墙体的传热系数和测点温度,并与有限元建模分析所得墙体的平均传热系数和测点温度进行细致对比.结果表明:腹板开孔可以降低轻钢龙骨墙体的热损失,从而削弱龙骨所在部位的热桥效应,显著提高墙体的保温性能.两种试验方案的墙体传热系数分别为0.315W/(m2·K)、0.250W/(m2·K),可以满足我国寒冷地区居住建筑围护结构节能50%的传热系数限值要求.

开孔冷弯薄壁槽钢柱偏载稳定性能研究

为研究开孔冷弯薄壁卷边槽钢柱在偏载作用下的稳定性能,通过有限元方法对既有试验进行模拟分析以验证其可靠性,分析了孔洞、偏心距对试件的承载力、荷载位移曲线及屈曲失效模式的影响。结果表明:孔洞、偏心距的存在,改变了构件的屈曲失效模式,从而导致构件的极限承载力降低,使荷载位移曲线上升段斜率及下降幅度发生改变。此外,试件受正向偏心荷载时的承载力下降幅度大于受负向偏心荷载时,试件受正向偏心荷载时会出现承载力上下波动的现象。

腹板开孔冷弯薄壁钢轴压构件畸变屈曲承载力试验研究

对26根屈服强度235MPa腹板开圆孔冷弯薄壁型卷边槽钢截面轴压构件进行畸变屈曲承载力试验研究,分析了构件屈曲模式和极限承载力,采用国家规范GB50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》计算构件承载力、非线性有限元数值模拟结果与试验结果进行分析比较。在此基础上,对腹板开孔冷弯薄壁型钢截面轴压构件的承载力合理计算模式进行研究。结果表明,对于中等长度腹板开孔冷弯薄壁型钢截面轴压构件主要出现畸变屈曲模式;腹板开孔在对构件畸变屈曲稳定承载力有一定的降低作用,采用折减构件有效截面面积的方法可计算开孔构件的畸变屈曲稳定承载力。

腹板开孔冷弯卷边槽钢轴压构件受力性能及设计方法

对26根腹板开长圆孔和未开孔冷弯薄壁型钢截面轴压构件进行承载力实验研究,分析构件的屈曲模式和极限承载力.利用我国现行国家规范《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018—2002、北美冷弯钢结构构件设计规范AISI S100—2012计算构件承载力并与非线性有限元数值模拟结果及实验结果进行分析比较.在此基础上,对腹板开长圆孔冷弯薄壁型钢截面轴压构件的承载力合理计算模式进行研究.结果表明:对于中等长度腹板开孔,冷弯薄壁型钢截面轴压构件主要出现局部、畸变和整体屈曲的相关作用;腹板开孔对构件畸变屈曲稳定承载力有一定的降低作用;采用折减构件有效截面面积的修正方法可计算开长圆孔构件的畸变屈曲稳定承载力;非线性有限元可用于腹板开孔冷弯薄壁型钢构件的屈曲模式和极限承载力的分析.

腹板开孔的冷弯槽形轴压构件试验研究

腹板开孔是冷弯薄壁构件中一个较新的构造形式。孔的存在导致薄膜应力的重新分布,影响构件的屈曲特性和承载能力,使得无孔构件的分析与设计公式不再适用于开孔构件,因此有必要研究开孔构件。本文选取冷弯薄壁型钢中主要的承力构件形式卷边槽钢构件,对两端简支、腹板开单孔的中长柱进行了轴心受力性能的试验研究,对比进行了未开孔构件的试验。通过对比发现两类构件的受力特性有着明显的差异,开孔构件的承载力有所降低。将两类构件的试验结果分别与理论分析、ANSYS模拟结果进行对比和分析,讨论了两类构件受力性能及承载力不同的原因。根据不同开孔尺寸试件的试验结果可知,开孔构件的极限承载力随着开孔高度、宽度的增大而下降。

冷弯薄壁型钢腹板开孔构件加劲参数研究

研究了加劲参数对HF1,HF2截面腹板开孔受弯钢构件的影响。采用有限元方法对其进行模拟分析,通过分析得知加劲参数会影响构件的抗弯承载力,可能改变构件的屈曲模式。结果表明,对加劲参数合理取值可以提高构件的抗弯性能。

轻钢龙骨墙体经济性研究

采用黑龙江省相关定额作为计价依据,进行了轻钢龙骨复合墙体价格组成分析。为使轻钢龙骨复合墙体满足哈尔滨地区建筑外墙节能标准,依据保温性能相近原则,进行了轻钢龙骨墙体与8种常用墙体的造价、自重和占用空间对比分析。分析表明,轻钢龙骨复合墙体的价格在100～180元/m2之间,其中材料价格组成中岩棉所占比重最大,占总价格的40%～50%;龙骨腹板开孔后墙体材料价格升高0.4%～0.5%,加20mm厚苯板外保温后墙体材料价格升高13%～20%。对比分析表明,轻钢龙骨墙体具有保温性能优越、价格适中、墙体厚度小等特点,综合效益突出,具有在哈尔滨地区推广使用的前景。

反复荷载下的腹板开孔轻钢龙骨砌体围护墙体抗冲击性能建模分析

针对现有围护墙体抗冲击性能分析模型存在的分析效果差的问题,在考虑反复荷载的前提下,设计腹板开孔轻钢龙骨砌体围护墙体抗冲击性能模型。根据围护墙体的组成结构、材料性能,构建相应的有限元模型。根据地震数据生成反复荷载,模拟反复荷载的加载过程。设置位移、变形、位移延性和刚度退化量作为抗冲击性能的量化测试指标,通过有限元模型数据的提取与计算,得出最终的抗冲击性能分析结果。经过实验分析,发现设计模型的输出结果与实测结果基本一致,能够将数据偏差控制在0.1以下,即设计围护墙体抗冲击性能模型具有良好的分析效果。

腹板开孔冷弯薄壁型钢轴压短柱承载力试验与设计方法研究

为了研究腹板开孔冷弯薄壁型钢轴压短柱屈曲性能和承载力设计方法,对28个不同开孔尺寸和不同截面的腹板开圆孔和正方形孔冷弯薄壁卷边槽钢短柱进行了轴压承载力试验,其中未开孔、开圆孔、开矩形孔试件分别为4,12和12个,圆孔直径为0.3,0.5,0.7倍腹板高度,矩形孔高为0.2,0.4,0.6倍腹板高度.试验结果表明,构件发生局部和畸变屈曲;与未开孔构件相比,开孔柱的承载力有所降低,且随着开孔尺寸的增大而逐渐降低.开孔尺寸对承载力有较大影响.采用ABAQUS有限元程序对试件进行了模拟分析,模拟结果与试验结果吻合良好,表明采用有限元分析此类开孔构件是可行的.基于开孔板件屈曲系数计算方法采用有效宽度法计算了开孔轴压短柱承载力,试验结果以及有限元分析结果表明基于开孔板件屈曲系数计算方法的有效宽度法是适用的.

HF2轻钢龙骨复合墙体传热分析

以腹板开孔HF2轻钢龙骨复合墙体作为研究对象,进行传热性能分析,通过对比腹板开孔及不开孔HF2轻钢龙骨复合墙体的温度场、热流密度场及龙骨影响范围等,来研究腹板开孔对该墙体传热性能的影响,同时,对截面参数:龙骨高度、龙骨厚度、龙骨截面参数进行传热分析。研究表明,腹板开孔能有效降低热量损失;龙骨高度越大,龙骨厚度越小,利于提高墙体保温隔热性能;龙骨截面宽度不宜过大或过小。

工字梁腹板和钢板剪力墙剪切屈曲系数分析

目前工字梁腹板和钢板剪力墙抗剪设计中分别假定翼缘和周边框架为钢板提供简支约束,再通过乘以1.23的嵌固系数来考虑周边构件的约束作用,而不考虑翼缘或周边框架的刚度。本文对剪切荷载作用下工字梁腹板和钢板剪力墙的弹性屈曲进行了有限元分析,指出与周边构件扭转刚度和钢板弯曲刚度的比值有关的参数β可以准确地衡量周边构件对钢板的约束程度。在对1000多个模型计算结果分析的基础上,给出了工字梁腹板和钢板剪力墙剪切屈曲系数随参数β的变化规律。

腹板开孔对冷弯薄壁C型钢简支檩条受力性能影响

为了研究腹板开孔对冷弯薄壁C型钢简支檩条受力性能的影响,选取不同孔洞直径和间距的腹板开孔冷弯薄壁C型钢简支檩条进行有限元受力性能分析,分析腹板开孔冷弯薄壁C型钢简支檩条的刚度、承载力、应力分布和破坏模式,研究孔洞离支座距离、孔径和孔间距对简支檩条受力性能的影响。结果表明:仅距支座檩条高度(H)以上处开直径不超过檩条高度1/2孔洞时,开孔基本不影响C型钢檩条的受力性能。腹板沿全长均匀开孔会降低檩条的受力性能,随着孔径增大,孔距减少,檩条的受力性能降低,弹塑性阶段越短,屈服荷载、极限荷载明显下降,构件整体刚度下降,位移增大明显。当开孔直径不大于H/3、孔间净距不小于3H时,开孔对檩条极限荷载基本没影响,位移增大不到1.4%。开孔对檩条破坏模式没有影响,均表现为跨中上翼缘屈曲,跨中上、下翼缘应力达到屈服。

腹板开孔冷弯薄壁槽钢梁屈曲性能研究

为了研究不同形状孔洞对腹板开孔冷弯薄壁槽钢梁屈曲性能的影响,采用有限元软件ANSYS对已有的腹板开矩形孔冷弯薄壁槽钢梁试验进行了模拟,模拟结果与试验结果吻合较好,验证了有限元分析的可行性。在此基础上,开展了有限元参数分析。分析结果表明,不同形状的孔洞对腹板开孔冷弯薄壁槽钢梁的屈曲性能有较小的影响。

近场地震作用下组合横梁桥塔的悬索桥地震响应研究

在近场地震作用下,为减小桥塔塔身弯矩,悬索桥桥塔创新性地设置波形钢腹板横梁。以大渡河大桥为研究对象,基于横梁拟静力试验数据,建立结构动力数值计算模型并输入不同类型的近场地震动计算结构的地震响应,探究采用波形钢腹板横梁悬索桥的优势和近场效应对结构响应的影响规律。研究表明:采用波形钢腹板横梁的桥塔有自重轻、刚度小的优势,更符合强柱弱梁和强剪弱弯;在高烈度的近场作用下,以波形钢腹板横梁的延性作为抗震策略是合理的。脉冲效应对本桥响应影响较大,因此建议此类型桥梁应重视近场脉冲效应;而上盘效应对本桥的响应小于无近场效应的地震动,故处于上盘的桥梁是更安全的;在横向地震激励下,近场脉冲效应对主塔的位移和弯矩影响较大。