冷弯薄壁卷边槽钢檩条的有效截面分析

为研究腹板开孔具中间加劲肋的冷弯薄壁卷边槽钢构件的受压性能,对两种截面形式的短柱和中长柱共计16根轴压构件的承载力和屈曲模式进行了试验分析.结果表明:所有试件均发生畸变屈曲失效,中长柱试件还伴随有绕弱轴的整体弯曲;腹板孔洞导致构件屈曲模式发生变化,孔洞周边板件有局部屈曲产生;孔洞的存在使试件承载力降低,短柱试件承载力的减小幅度比中长柱试件的大;同组试件中畸变初始缺陷大的,一般承载力较小,畸变变形偏大;极限承载力下开孔构件的畸变变形一般大于未开孔构件.文中还对所有试件进行了有限元模拟,发现有限元分析结果与试验值吻合较好.

研究了高强冷弯薄壁卷边槽钢柱在高温下的性能和承载力计算。在试验基础上建立了高强冷弯薄壁卷边槽钢柱的有限元模型,模型考虑了局部和整体初始缺陷的影响;利用高强度冷弯薄壁钢材的高温材料性能试验结果,进行了高强冷弯薄壁卷边槽钢柱在均匀温度和非均匀温度分布下的性能研究;基于《冷弯薄壁型钢结构技术规范》提出了均匀高温下的承载力计算公式,基于直接强度法提出了非均匀高温下的承载力计算公式。

基于直接强度法,拟合冷弯薄壁卷边槽钢轴压柱局部屈曲、畸变屈曲实用计算公式,取局部屈曲、畸变屈曲与整体屈曲三者的最小值作为轴压柱屈曲计算结果。3种屈曲计算值与有关试验值的对比分析表明,所提出的实用计算公式在适用范围内与试验值吻合较好,且计算公式简单、实用,避免了对专用计算程序的依赖。

冷弯型钢檩条按(gb50018—2002)计算,截面大多达不到完全有效,需对其作屈曲后的强度计算。而翼缘非全部有效的卷边槽钢、z形钢毫无对称性,使应力分析计算十分复杂。本文针对承受重力荷载檩条的特点,论证畸变屈曲对设计不起控制作用,从而得出翼缘和腹板全部有效比较宽松的条件,现有卷边槽钢和z形钢规格大部分全部有效。提出的公式既可简化计算,又可节省钢材。

冷弯型钢檩条的有效截面

对冷弯薄壁卷边槽钢轴压柱承载力分别用中国规范(gb50018-2002)中的有效宽度法和美国规范aisis100-2007附录中的直接强度法(dsm)进行了稳定承载力计算。计算结果表明:采用0.85fy的直接强度法可以有效预测冷弯薄壁卷边槽钢轴压柱稳定承载力,与gb50018-2002中的有效宽度法计算结果吻合较好,可供修订规范和设计时参考。

05SG521-4钢檩条钢墙梁（冷弯薄壁卷边槽钢、高频焊接薄壁H型钢墙梁）

05SG521-2钢檩条钢墙梁（冷弯薄壁斜卷边Z形钢檩条）

05SG521-2《钢檩条、钢墙梁(冷弯薄壁斜卷边Z形钢檩条)》

对冷弯薄壁卷边槽钢轴压柱承载力进行了稳定承载力计算,结果表明:直接强度法可以有效地预测冷弯薄壁卷边槽钢轴压柱的稳定承载力,与gb50018-2002中的有效宽度法计算结果和试验结果吻合良好且偏于安全。

为了研究冷弯薄壁卷边槽钢偏心受压构件的极限承载力,对13根偏心受压的冷弯薄壁卷边槽钢进行了破坏性试验,并建立有限元分析方法对试件进行模拟分析,有限元分析结果与试验结果吻合良好,验证了有限元方法的有效性;对典型截面构件进行大量的参数分析,研究截面尺寸、长细比、荷载作用点位置及材料特性等因素对卷边槽钢偏心受压构件极限承载力的影响,提出了冷弯薄壁卷边槽钢偏心受压构件极限承载力计算的折减强度法及其相应计算表。结果表明:利用提出的折减强度法计算卷边槽钢偏心受压构件极限承载力具有一定的适用性。

在分析比较有效宽度法(ewm)和直接强度法(dsm)的基础上,针对q345冷弯薄壁卷边槽钢柱的极限承载力进行了较深入的探讨和对比分析。计算与试验结果表明:按冷弯薄壁型钢结构技术规范(gb50018-2002)计算槽钢柱是可行的。

关于冷弯内卷边槽钢（c220*75*20*2.5mm） 加工生产工艺说明 一、冷弯内卷边槽钢与普通热轧槽钢区别： 普通槽钢为热轧型属于型材类由钢铁厂直接生产，而冷弯内卷边 槽钢是热卷板冷弯加工而成。冷弯内卷边槽钢用于钢结构建筑的 檩条，墙梁（特点：壁薄自重轻、截面性能优良、强度高同等强 度可以节约材料30%）。 二、冷弯内卷边槽钢配件： 1.檩托板（加工流程：钢板切割下料，除锈，钻孔，焊接组装， 喷漆）： （檩托板大样图） 2.螺栓螺帽； 3.拉条（加工流程：圆钢切割，滚丝，除锈，喷漆）； 4.隅撑（加工流程：角钢切割，钻孔，除锈，喷漆） 三、冷弯内卷边槽钢加工制作流程： 1.钢结构公司购买整卷带钢; （带钢原材料） 2.钢结构公司通过冷弯内卷边槽钢设备按照设计院设计师计算 的长度及数量来生产冷弯内卷边槽钢（半成品）。 （冷弯内卷边制作加工设备） 3.生产出来的冷弯槽钢人工除

采用有限元软件abaqus对两端固接的冷弯薄壁槽钢柱的屈曲性能进行研究分析,探讨卷边形式、卷边高度和壁厚对槽钢轴压柱的屈曲荷载和屈曲模式的影响,从而确定当构件截面面积不变时对抵抗屈曲最有利的卷边形式。

冷弯薄壁型钢檩条与墙梁的设计

为研究复杂卷边槽钢轴压固支构件的稳定性能,选取不同的翼缘宽厚比、截面形式、构件长度、卷边长度等几何参数,对共计292个构件进行非线性有限元分析,研究上述参数对复杂卷边槽钢固支构件稳定性能的影响。结果表明:固支构件较易发生畸变屈曲,翼缘宽厚比较大时,构件的整体失稳模式多为弯扭屈曲。构件的极限承载力随着翼缘宽厚比、构件长细比的增大而减小,卷边对构件承载效率的影响随翼缘宽厚比的不同而呈现两种不同的规律。

对24根两种截面形式为ts40和ts61的g550高强冷弯薄壁型钢帽型截面两跨连续檩条进行了受弯性能试验研究,并在此基础上利用有限条软件cufsm结合直接强度法对两种截面两跨的试验檩条进行了极限承载力的计算,计算结果与试验结果吻合较好。同时,采用非线性有限单元法对各试件进行模拟分析,并与试验结果进行比较。结果表明:大部分试件的试验极限承载力均略高于直接强度法计算得到的极限承载力,用直接强度法进行高强冷弯薄壁型钢帽型截面两跨连续檩条的设计是可行的,且计算结果偏于安全;有限元分析得到的各试件极限承载力和试验结果吻合较好,有限元分析方法能很好地模拟高强冷弯薄壁型钢帽型连续檩条的受力性能,计算结果具有较高的精确度。

冷弯薄壁卷边槽钢在受力过程中除可能出现整体屈曲和局部屈曲外,还可能出现畸变屈曲。发生畸变屈曲会恶化构件的受力性能,从而降低构件的极限承载力。比较研究了5个国家或地区规范针对畸变屈曲的设计计算方法,并对最新的畸变屈曲承载力计算方法研究成果进行归纳,最后就既有的5种考虑畸变屈曲的承载力计算方法与有关试验进行对比分析,结果表明:北美规范采用的直接强度法适用范围广且精度相对较高。

设计一两端简支直卷边z形冷弯薄壁型檩条 （1）设计资料 封闭式建筑、屋面材料为压型钢板，屋面坡度1/8（7.13），檩条跨度6m， 于1/2跨度处设一道拉条，水平檩距1.5m，钢材q235钢 （2）荷载标准值（水平投影） 1)永久荷载： 压型钢板（两层含保温层）m2 檩条（包括拉条）m2 2）可变荷载标准值： 屋面均布活荷载m2 雪荷载m2 试设计该檩条。 解：（1）选择檩条形式 选用直卷边z形钢檩条16060202.5z 查附表1-1得知：16060202.5z截面的毛截面几何特性为： 2 4433 112 433 12 19.98,7.13,7.48 288.12,323.13,44.00,34.9

通过计算得到了适合各种弯起角度的斜卷边槽形截面特性计算公式,方便了手算求解构件的屈曲应力。采用直接强度计算法对斜卷边槽钢轴压固支柱的稳定承载力及破坏模式进行了分析,并与已有的试验资料进行了对比。结果表明:直接强度法可以有效地预测斜卷边槽钢轴压固支构件的稳定承载力,从而说明了建立在简支试验结果基础上,经回归得到的直接强度法同样适用于固支柱稳定承载力的计算。

提高冷弯薄壁钢檩条的施工质量,首先须使用合格的原材料。通过采取实用的工艺方法,来消除檩条制作的质量通病,檩条成孔位置、除锈防腐、变形校正是关键。檩条出厂运输装卸和堆存保管,采取简易包装箱形式的措施,达到成品保护。采取提高墙架柱、屋面梁安装位置的精度,达到提高檩托板与檩条连接孔的准确性,安装火割扩孔成因及后果分析,揭示其危害性。设计应考虑檩条安装简便、质量可靠和适合国情的连接方式,做好檩条安装上道工序质量,来消除安装质量通病。完善上述方面的措施,即可最大限度减少施工质量通病,达到理想的檩条施工效果。

薄壁型钢结构是近几十年发展起来的轻型钢结构。由于薄壁型钢截面特征较好，能较合理地利用材料的强度，因而具有较好的技术经济指标，受到业主的普遍欢迎。