冷弯薄壁型钢四肢拼合立柱轴压承载力设计方法

对18根冷弯薄壁型钢开口三肢拼合立柱的轴压性能进行了试验研究,试件分为a、b两种截面类型:a类由3根冷弯薄壁c型钢拼合而成;b类由2根冷弯薄壁c型钢和1根u型钢拼合而成。得到了各试件的荷载-位移曲线和破坏特征,并将试验结果与中、美两国相关规范"有效宽度法"和"直接强度法"计算结果进行了初步对比分析。研究结果表明:两类截面长柱(lc)系列立柱的破坏特征分别为弯扭屈曲、弯曲屈曲,而中柱(mc)系列立柱a类截面为畸变屈曲、b类截面为畸变屈曲和弯曲屈曲,短柱(sc)系列立柱均为局部屈曲和畸变屈曲。aisi有效宽度法计算结果对于a、b两类截面lc系列立柱偏于安全;对于sc系列立柱则偏不安全;对于mc系列立柱吻合较好。aisi直接强度法计算结果对于a类截面lc和mc系列立柱偏于安全;对于sc系列立柱则偏不安全;对于b类截面立柱直接强度法计算结果与试验结果相差-16.5%～11.2%。《冷弯薄壁型钢结构技术规范》计算结果与试验结果相比,lc系列立柱偏于安全,而mc和sc系列立柱计算结果与试验结果吻合较好,相差分别为-8.7%～4.7%和-7.3%～13.7%。

对不同长细比的8根四肢拼合冷弯薄壁型钢截面立柱的轴压性能进行试验研究,在试验研究的基础上建立考虑材料、几何和接触非线性的有限元模型,并通过对试验试件的数值模拟,验证有限元方法的正确性。采用数值方法分析长细比、连接螺钉间距、截面翼缘宽厚比对四肢拼合冷弯薄壁型钢截面立柱轴压性能的影响。结果表明:试件最终破坏均呈现局部屈曲和畸变屈曲的破坏模式;四肢拼合冷弯薄壁型钢截面立柱的轴压性能具有"1×4≥4"的拼合效应;随着长细比的增大,四肢拼合立柱的最大承载力和刚度逐渐降低;当螺钉间距在150～450mm之间变化时,四肢拼合立柱的最大承载力和刚度变化不大;减小四肢拼合立柱截面的翼缘宽厚比,可以显著提高其最大承载力。

介绍了冷弯薄壁型钢的优点及其屈曲后确定承载力采用有效宽度的方法,并结合具体的工程实例,比较了三种不同截面的惯性矩、回转半径和承载力;得出了在用钢量相同的情况下冷弯型钢具有更大承载力的结果,验证了冷弯型钢可以带来很好经济效益的结论,为工程应用提供了一定的依据。

冷弯薄壁型钢

冷弯薄壁型钢

利用abaqus有限元软件建立的有限元模型考虑了材料、接触非线性和几何缺陷等因素,分析了试件长细比、腹板宽厚比对拼合柱的极限承载力影响。分析结果表明:长细比对冷弯薄壁型钢四肢双箱形的轴压极限承载力有较大影响,随拼合柱长细比的增加,拼合柱极限承载力逐渐降低;由不同板材厚度引起试件腹板宽厚比的不同对相同长度试件的极限承载力以及刚度有较大影响;板材厚度和试件长度相同时,试件腹板高度从92mm增加到143mm,试件的极限承载力变化不大。

冷弯薄壁型钢C形截面构件受弯承载力试验研究

高强冷弯薄壁型钢龙骨式结构是一种新型结构形式,主要适用于3层及3层以下的建筑。材料较高的屈服强度(fy=550mpa)使得此类构件有较高的承载能力,但在目前我国的冷弯薄壁钢结构设计规范中没有对这类高强材料的计算、设计方法。通过比较中国规范、澳大利亚相应规范和试验研究结果,探讨轴压立柱计算方法中的问题。

轻钢立柱墙体是冷弯薄壁型钢低层住宅体系中一种新型的墙体形式,对实际工程中常用的轻钢立柱墙体足尺试件进行了轴心荷载作用下的承载力试验研究,墙体立柱试件分为不带墙面板(2个试件)和带墙面板(1个试件)两类。在足尺试件试验研究的基础上,采用有限元分析软件ansys对轻钢立柱不带墙面板和带墙面板两种情况下的承载力进行了数值分析。简化分析模型假设墙板仅对立柱沿墙面方向侧移和截面扭转起支撑作用,考虑墙板参数变化对立柱承载力的影响,并将计算结果与试验结果进行了比较。分析结果表明,考虑墙板的支撑作用能显著地提高立柱的承载能力。

冷弯薄壁型钢双肢抱合箱形拼合截面柱在冷弯薄壁型钢住宅结构中常常处于偏心受压状态,为研究偏心距和偏心方向对拼合柱承载力的影响,利用abaqus有限元软件对其进行模拟,然后对计算结果进行分析对比,最终表明:随着偏心距增大,构件承载力降低,且当构件绕强轴偏心受压,偏心距在一定范围内时,承载力下降不明显,当构件绕弱轴偏心受压时,承载力随着偏心距增大而迅速降低;随着偏心距加大,构件刚度越小,且当构件绕弱轴偏心受压时,刚度下降比构件绕强轴偏心受压时快。

为研究冷弯薄壁型钢门式刚架极限承载力,提出梁-弹簧单元模拟冷弯薄壁型钢门式刚架节点工作性能和考虑构件初始几何缺陷影响的有限元模拟分析法,研究冷弯薄壁型钢门式刚架在竖向荷载作用下的变形性能及破坏特征。对已有冷弯薄壁型钢门式刚架试验模型进行模拟分析的结果显示,有限元计算结果与试验结果吻合较好。通过改变构件的腹板厚度和翼缘宽度、节点板厚度、刚架梁坡度、柱脚刚度等因素计算刚架极限承载力,计算结果表明,增大前述各个参数值均可以提高冷弯薄壁型钢门式刚架的极限承载力。

基于已完成的g550冷弯薄壁型钢屋架结构承载力试验,采用通用有限元软件ansys,建立考虑材料和几何非线性的分析模型.分析结构的特征值屈曲和非线性屈曲承载能力,通过对比试验数据结果,研究屋架结构的合理分析模式.结果表明,屋架结构的破坏模式为上弦杆的整体弯扭屈曲,与试验观测到的现象一致,极限承载力和试验结果非常接近.研究表明,有限元分析模型设计合理,节点处自由度耦合的手段能模拟自攻螺钉连接的受力情况.

对冷弯薄壁槽钢轴压柱分别用中国规范(gb50018-2002)中的有效宽度法(ewm)和美国规范(aisis100-2007)中的直接强度法(dsm)进行了稳定承载力计算,并与试验进行了比较。结果表明:有效宽度法和直接强度法均可有效预测冷弯薄壁槽钢轴压柱稳定承载力,gb50018-2002中的有效宽度法计算结果偏于安全。

通过比较《冷弯薄壁型钢结构技术规范》和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》有关檩条设计方法的异同和应注意的问题,提出了一些建议供设计参考。

屈服强度550mpa高强冷弯薄壁型钢轴压构件承载力设计——高强冷弯薄壁型钢结构在国外低层住宅和门式刚架体系中应用较广，国内已开始采用，但尚无相应设计规范可依。针对屈服强度550mpa高强钢材冷弯薄壁型钢结构常用的轴压构件的承载力设计方法进行了研究，包括其...

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