两层新型轻钢结构足尺房屋振动台试验研究

对一种新型冷弯薄壁型钢结构体系——Websteel轻钢龙骨结构体系进行了足尺模型的模拟地震振动台试验研究,以了解该结构体系的动力特性与抗震性能。试验模型为2层、足尺的原型结构房屋,通过振动台试验,对其动力特性以及结构在不同输入地震波激励下的动力反应进行了测试与分析,为该结构体系的抗震设计提供了相关数据和参考。     

冷弯薄壁型钢门式刚架极限承载力影响因素

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。     

带铅阻尼器冷弯薄壁型钢组合墙抗震性能试验

锁铆或自攻螺钉连接的冷弯薄壁型钢组合墙在低周往复加载试验中,滞回曲线“捏拢”现象较为严重、耗能能力较差.为减轻地震作用下冷弯薄壁型钢组合墙的破坏,提高结构体系的耗能能力,提出了一种带有铅阻尼器的冷弯薄壁型钢组合墙结构体系,并基于冷弯薄壁型钢组合墙的角部连接方式、面板铆钉间距及种类3种变量对其进行抗震性能试验研究.试验结果表明:加入铅阻尼器后,基于锁铆或自攻螺钉连接的冷弯薄壁型钢组合墙结构体系在低周往复荷载作用下,变形能力和耗能能力均有大幅度提升,刚度退化趋于平缓,损伤指数有较明显的降低,破坏形态也得到优化,但屈服荷载及峰值荷载略有降低;其次减小铆钉间距后,组合墙的屈服荷载、峰值荷载、峰值位移、抗剪强度得到一定程度的提高,但能量耗散系数差别不大;同时基于锁铆连接的冷弯薄壁型钢组合墙的屈服位移、屈服荷载、峰值位移、峰值荷载也明显高于基于自攻螺钉连接的冷弯薄壁型钢组合墙,延性及能量耗散系数相差不大.     

冷弯薄壁型钢梁的滞回性能研究

进行了八片方形冷弯薄壁型钢梁在反复荷载作用下的试验研究和非线性有限元分析,研究不同跨高比和截面宽厚比对冷弯薄壁型钢梁的滞回性能、延性和耗能能力等的影响。结果表明：冷弯薄壁型钢梁的荷载一位移滞回曲线比较饱满,没有明显的捏缩现象,具有很好的延性和耗能能力;跨高比和宽厚比会严重影响冷弯薄壁型钢梁的滞回性能和延性。建立的非线性有限元模型能够预测冷弯薄壁型钢梁的弹塑性行为和抗震性能,计算结果与实测结果基本吻合。     

冷弯薄壁型钢C型构件滞回性能

对7根冷弯薄壁型钢C型构件进行了竖向常轴力作用下,水平循环荷载加载试验,以探索冷弯薄壁型钢C型构件滞回性能特点及其影响因素.试验反映了轴压比、截面宽厚比对试件破坏形式,能量耗散等滞回性能相关参数的影响.还重点研究了组合效应对滞回性能的改善作用.试验结果表明:大轴压比对试件的滞回性能有极大的削弱作用;试件通过组合,滞回性能得到一定的改善.此外,建立了有限元数值模型,考虑几何和材料非线性,将分析结果与试验进行对比分析,验证了试验结果的正确性,得到过早出现局部屈曲是构件破坏关键原因的结论.最后,总结了冷弯薄壁型钢的滞回性能特点,对其在结构体系中的应用提出了建议.     

冷弯薄壁型钢组合墙体抗侧刚度研究综述

本文对冷弯薄壁型钢组合墙体抗侧刚度性能的研究进行了较全面的综述.介绍了冷弯薄壁型钢组合墙体的构造和传力特点,总结了国内外对冷弯薄壁型钢组合墙体抗侧刚度性能的试验、理论研究成果,同时还介绍了冷弯薄壁型钢组合墙体抗侧刚度的计算方法,最后对冷弯薄壁型钢组合墙体抗侧刚度性能尚待研究的问题进行了归纳.     

锁铆连接在模块化装配式冷弯薄壁型钢结构中应用可行性研究

为了解决锁铆技术在装配式冷弯薄壁型钢结构中应用的问题,采用5种常见厚度的冷弯薄壁型钢锁铆连接及自攻螺钉连接进行了抗剪性能、抗拉性能对比试验;以自攻螺钉连接的性能为标准,依据抗剪与抗拉的承载力、刚度、延性、变形量等性能指标分析了锁铆连接力学性能的可行性;基于冷弯薄壁型钢结构房屋工地建造方式及锁铆连接工艺的特殊性,分析了锁铆连接施工可行性.研究结果表明:同等情况下,锁铆连接的抗拉性能指标及抗剪承载力、抗剪刚度、剪切延性均优于自攻螺钉连接,尤其抗剪刚度优势显著,但剪切变形相对较小;锁铆连接应用于非抗震结构中可行性较大,对于有抗震需求的结构可行性有待进一步验证;锁铆仅适用于工厂生产加工的模块化装配式冷弯薄壁型钢结构体系,且被连接的钢板组合厚度不宜大于4 mm.     

新型轻钢龙骨组合墙柱体系的轴压屈曲荷载

冷弯薄壁型钢小桁架体系是一种新型的轻钢龙骨结构体系,构成承重骨架的基本单元——冷弯薄壁型钢小桁架,由冷弯薄壁方(矩形)钢管通过标准的V型连接件和自钻螺钉连接形成。这种体系的竖向承重构件为冷弯薄壁型钢小桁架墙柱和覆盖在墙柱两侧的墙板构成的组合墙柱体系。考虑墙板对墙柱的蒙皮支撑效应,建立了双侧有相同墙板材料的墙柱体系在轴向荷载作用下的总势能方程,采用里兹法导出了墙柱体系在2种屈曲模式下的轴压弹性屈曲荷载。采用有限元软件对于墙体进行了屈曲分析,得到的屈曲模式和屈曲荷载与计算结果比较吻合。给出的公式可用于双侧有相同墙板材料的墙柱体系的轴压弹性屈曲荷载计算。     

采用GB50018-2002计算壁厚小于2mm的受弯构件承载力的适用性分析

对各国已有的壁厚小于2mm的冷弯薄壁型钢梁受弯性能试验中的86根槽形、40根Z形、6根帽形和6根工字形冷弯薄壁型钢梁的试验资料进行总结。采用中国《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018--2002）第5．3节中受弯构件的相关规定计算各构件的极限弯矩,将计算结果与试验结果进行比较。结果表明：按中国规范GB50018—2002规定计算壁厚小于2mm的冷弯薄壁型钢受弯构件承载力是可行的,试验值均大于规范理论计算值,规范理论计算值偏于安全。     

低层冷弯薄壁型钢结构住宅整体性能分析

基于有限元方法建立了典型低层冷弯薄壁型钢结构住宅的整体模型,通过计算分析得到了结构的模态,并获得了风荷载和地震荷载作用下结构的内力、变形和墙体剪力。通过改变楼板平面内刚度,验证了相对刚度法中楼板平面内无限刚性假设的合理性;并建议针对形体复杂的低层冷弯薄壁型钢结构,应采用有限元整体建模的方法求解墙体剪力。结果表明,低层冷弯薄壁型钢结构具有良好的整体性能,在抗震设防烈度为6度的地区可以满足承裁力和变形的要求,且安全储备充足。     

多层冷弯薄壁型钢结构住宅抗震性能分析

运用有限元分析软件SAP2000建立了不同层数的冷弯薄壁型钢结构住宅三维空间整体模型,分析了冷弯薄壁型钢结构住宅在抗震设防烈度为7、8度时的结构响应。结果表明,冷弯薄壁型钢结构整体性较好,层间位移角的峰值符合我国现行规范要求。在8度及以下抗震设防地区,所构建的冷弯薄壁型钢结构住宅体系可建到6层,限制高度为18m。     

冷弯薄壁型钢结构住宅的设计原理及施工工艺流程

冷弯薄壁型钢结构住宅具有绿色环保、轻质高强、加工简单、安装方便、工期短和造价低等优点.从冷弯薄壁型钢结构住宅的设计原理、构件制作到结构安装,简明扼要地介绍了冷弯薄壁型钢结构住宅的特点.     

七层轻钢复合墙体结构体系整体变形分析

结构为七层复合结构住宅,复合墙体由薄壁方钢管和砌块组成,楼板采用轻骨料混凝土冷弯型钢组合板.本文采用有限单元法对七层复合墙体结构住宅在静力荷载作用和风荷载作用下整体结构变形进行分析,为将来的实际工程应用提供理论依据.     

多层强边柱冷成型钢结构体系抗震性能分析

多层强边柱冷成型钢结构能够促进低层冷成型钢结构向多层住宅结构体系的发展.为了分析多层强边柱冷成型钢住宅结构体系在地震作用下的动力特性,本文提出了该类结构的主要抗侧构件强边柱冷成型钢组合墙体可以考虑节点实际连接性能的简化计算模型,进而得到整体结构抗震计算模型;根据作者前期开展的墙体抗剪试验结果并结合国外规范,提出此类结构在地震作用下的侧向变形验算指标;对整体结构进行抗震性能研究.结果表明:考虑节点连接的等代拉压杆模型能够准确预测此类结构的实际受力特性;将1/300和1/75分别作为此类结构在多遇和罕遇地震作用下的层间位移角限值是安全可靠的;在9度罕遇地震作用下,此类结构不会发生倒塌破坏;进行此类结构设计时,不宜采用两个方向刚度差异过大的抗剪墙体组合,同时应重点加强结构沿墙体开洞率较大方向的墙体抗剪强度;在特别高烈度地区进行此类结构设计时,应兼顾墙体抗剪强度和墙体边柱的竖向承载能力,避免结构因墙体边柱的压屈破坏而导致整体结构失效.     

方形设肋薄壁钢管混凝土柱的恢复力模型

为了研究薄壁钢管混凝土柱的抗震性能,对6根方形设肋薄壁钢管混凝土柱在反复荷载作用下的滞回性能进行了试验研究,试验主要参数为轴压比(n=0.3~0.6).结果表明:当轴压比≯0.5时,滞回曲线较为饱满,延性系数均>3以上.随着轴压比的增大,构件的承载力略有提高,延性明显降低.采用有限元程序ABAQUS6.5计算每个试件的荷载-位移滞回曲线,计算结果与试验结果吻合较好.在此基础上进行参数分析,研究混凝土强度、钢板强度、轴压比、长细比、钢板厚度对构件滞回性能的影响.并通过回归分析建立了薄壁钢管混凝土压弯构件的荷载-位移恢复力模型,模型的计算结果与试验结果吻合较好.     

单斜塔混合梁斜拉桥计算分析与试验

为了解桥跨结构的实际承载能力,研究其在使用荷载下的静、动力性能,针对—（112＋48）m单斜塔双索面混合主梁斜拉桥进行结构受力分析,并进行成桥的静载与动载试验。采用专用程序建立全桥的有限元模型,分析设计荷载下的桥跨结构的荷载效应及其分布。根据桥跨结构的受力特性,针对主跨钢箱梁及边跨混凝土梁以及塔的最不利弯矩截面进行静载试验,测试对应梁体、塔的应力以及梁体、塔顶的位移,并进行斜拉索的索力测试。静载试验结果表明,桥跨结构实际受力状况与计算模式相符较好;静载下主跨钢箱梁,边跨混凝土梁及塔的实测应力相对较低;静载下几何位移基本小于计算值,说明实际桥跨结构具有良好的结构强度与刚度。同时采用脉动法进行自振特性测试,并进行行车、跳车激振试验,动力试验表明桥跨结构动力特性良好。     

薄壁方钢管-砂卵石组合短柱轴压力学性能研究

保持砂卵石压实系数在大于87.7%的范围,对两组6根薄壁方钢管-砂卵石短柱的轴压静力性能进行了试验研究,分析了试件的破坏形态、极限承载力、轴向荷载-位移曲线以及轴向荷载-应变曲线等数据。试验结果表明：（1）薄壁方钢管-砂卵石短柱的破坏模式均为局部失稳破坏,且破坏后砂卵石随钢管变形而变形;（2）薄壁方钢管-砂卵石短柱轴向荷载-位移曲线根据钢管与砂卵石分担荷载情况大致可以分为钢管主要受力阶段、砂卵石压实阶段、砂卵石主要受力阶段、破坏阶段4个阶段;（3）增加壁厚能增强薄壁钢管与砂卵石的相互作用。