單跨冷彎型鋼門式剛架的柱腳研究

提出采用梁—彈簧單元模擬冷彎薄壁型鋼門式剛架節(jié)點(diǎn)的工作性能和考慮了構(gòu)件初始幾何缺陷影響的有限元模擬分析法,對(duì)已有冷彎薄壁型鋼門式剛架試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行模擬分析。對(duì)比計(jì)算結(jié)果顯示,有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,表明有限元模擬分析方法是正確、可靠的。

實(shí)腹式冷彎薄壁型鋼門式剛架模擬分析方法研究——提出采用梁一彈簧單元模擬冷彎薄壁型鋼門式剛架節(jié)點(diǎn)的工作性能和考慮了構(gòu)件初始幾何缺陷影響的有限元模擬分析法，對(duì)已有冷彎薄壁型鋼門式剛架試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行模擬分析。對(duì)比計(jì)算結(jié)果顯示，有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果...

介紹了冷彎薄壁型鋼門式剛架的結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn);指出了目前冷彎薄壁型鋼門式剛架結(jié)構(gòu)的研究主要集中在以下兩個(gè)方面:試驗(yàn)研究和計(jì)算機(jī)模擬分析。分析評(píng)價(jià)了國(guó)內(nèi)外在這兩個(gè)方面的研究成果及其最新進(jìn)展,同時(shí),也指出了目前研究中存在的問(wèn)題和今后的研究方向。

為研究冷彎薄壁型鋼門式剛架極限承載力,提出梁-彈簧單元模擬冷彎薄壁型鋼門式剛架節(jié)點(diǎn)工作性能和考慮構(gòu)件初始幾何缺陷影響的有限元模擬分析法,研究冷彎薄壁型鋼門式剛架在豎向荷載作用下的變形性能及破壞特征。對(duì)已有冷彎薄壁型鋼門式剛架試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行模擬分析的結(jié)果顯示,有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。通過(guò)改變構(gòu)件的腹板厚度和翼緣寬度、節(jié)點(diǎn)板厚度、剛架梁坡度、柱腳剛度等因素計(jì)算剛架極限承載力,計(jì)算結(jié)果表明,增大前述各個(gè)參數(shù)值均可以提高冷彎薄壁型鋼門式剛架的極限承載力。

簡(jiǎn)單介紹了輕鋼罩棚結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)用等,采用結(jié)構(gòu)力學(xué)的位移圖乘法分析得出了單跨輕鋼罩棚橫梁撓度的計(jì)算公式,并推導(dǎo)出撓度可以用簡(jiǎn)支梁的計(jì)算公式乘以—系數(shù)k來(lái)計(jì)算。為了工程設(shè)計(jì)使用方便給出了計(jì)算k系數(shù)的圖表。以期對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)有所裨益。

對(duì)地震作用下抗彎框架中冷彎型鋼構(gòu)件的選用進(jìn)行研究。冷彎型鋼構(gòu)件的主要不足是薄壁單元的平面外剛度很小,延性也很差?？箯澘蚣艿闹饕獦?gòu)件為梁、柱及梁柱節(jié)點(diǎn)。在抗震框架中,梁能提供足夠的延性,而其他單元主要受彈性域的限制。研究了帶彎曲翼緣的新型冷彎型鋼梁性能,并與傳統(tǒng)鋼梁比較。新型梁柱節(jié)點(diǎn)包含一個(gè)節(jié)點(diǎn)板,它能限制節(jié)點(diǎn)傳遞來(lái)的力引起的平面外變形。通過(guò)有限元分析,研究了新型冷彎型鋼梁及梁柱節(jié)點(diǎn)的性能。結(jié)果表明:新型梁構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)的延性比傳統(tǒng)冷彎型鋼框架單元更好。

目前被廣泛使用的門式剛架采用截面均為熱軋型鋼或焊接工字鋼。依據(jù)現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范(程)、試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐的不斷嘗試,開發(fā)冷彎薄壁c型鋼門式格構(gòu)剛架結(jié)構(gòu)體系并應(yīng)用于實(shí)際,經(jīng)濟(jì)性能良好。總結(jié)目前設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用中的不足,提出今后的研究方向。

以兩跨門式剛架為研究對(duì)象,探討索布置(包括索支承布置)的合理形式并確定兩種布索方案.以兩榀等跨度雙跨輕鋼門式剛架為模型,采用平面梁?jiǎn)卧⑵矫鏃U單元及平面索單元組成的混合非線性單元,利用有限元軟件an-sys對(duì)其進(jìn)行分析.通過(guò)對(duì)普通輕鋼門式剛架以及兩種不同預(yù)應(yīng)力索布置剛架在豎向荷載作用下的靜力分析,比較它們?cè)谑┘硬煌A(yù)應(yīng)力方案的過(guò)程中及在豎向荷載作用下,剛架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的變化規(guī)律,為探討其更為合理有效的構(gòu)造方案提供參考.

對(duì)不同尺寸的普通及冷彎型鋼柱進(jìn)行了受壓及受扭試驗(yàn)。每組試件的材料屬性均通過(guò)單回路獲得。每組試件均通過(guò)壓力機(jī)制動(dòng)或冷軋制作。研究了柱的屈曲和極限承載力,考慮了壓痕過(guò)程中冷作引起的波紋柱的強(qiáng)度變化。對(duì)比普通及波紋冷彎型鋼柱的受壓試驗(yàn),并詳細(xì)描述了試驗(yàn)方案和試驗(yàn)過(guò)程。在壓痕過(guò)程中通過(guò)材料冷作形成的波紋鋼柱,屈曲承載力和極限承載力得到提高。結(jié)果表明,波紋鋼柱的屈曲和極限承載力比普通鋼柱的分別提高33%和26%。

關(guān)于冷彎型鋼，天津泛化冷彎型鋼廠有著多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)此作給出以下見(jiàn)解供參考： 冷彎型鋼是一種經(jīng)濟(jì)的截面輕型薄壁鋼材，也稱為鋼制冷彎型材或冷彎型材。它是以熱軋或 冷軋帶鋼為坯料經(jīng)彎曲成型制成的各種截面形狀尺寸的型鋼。冷彎型鋼具有以下特點(diǎn)： 1．截面經(jīng)濟(jì)合理，節(jié)省材料。冷彎型鋼的截面形狀可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)合理，單位重 量的截面系數(shù)高于熱軋型鋼。在同樣負(fù)荷下，可減輕構(gòu)件重量，節(jié)約材料。冷彎型鋼用于建 筑結(jié)構(gòu)可比熱軋型鋼節(jié)約金屬38-50%，用于農(nóng)業(yè)機(jī)械和車輛可節(jié)約金屬15-60%。方便 施工，降低綜合費(fèi)用。 2．品種繁多，可以生產(chǎn)用一般熱軋方法難以生產(chǎn)的壁厚均勻、截面形狀復(fù)雜的各種型材和 各種不同材質(zhì)的冷彎型鋼。 3．產(chǎn)品表面光潔，外觀好，尺寸精確，而且長(zhǎng)度也可以根據(jù)需要靈活調(diào)整，全部按定尺或 倍尺供應(yīng)，提高材料的利用率。 4．生產(chǎn)中還可與沖孔等工序相配合，以滿

全波紋腹板h型鋼在一定程度上緩解了腹板薄壁化與穩(wěn)定性之間的矛盾。運(yùn)用變截面梁?jiǎn)卧邢拊ê蚼atlab高級(jí)編程語(yǔ)言分析了波幅與波紋改變時(shí)對(duì)全波紋腹板變截面門式剛架的內(nèi)力與柱頂水平位移的影響。通過(guò)分析可知,隨著波幅的增大剛架柱頂水平位移在減小,隨著波長(zhǎng)的增大剛架柱頂水平位移在增大,但波幅與波紋的改變對(duì)剛架的內(nèi)力影響不明顯;并與等截面門式剛架進(jìn)行對(duì)比,用實(shí)例說(shuō)明了全波紋腹板h型鋼門式剛架柱頂水平位移較小的優(yōu)越性。這為全波紋腹板h型鋼在工程中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

h型鋼腹板薄壁化與穩(wěn)定性之間的矛盾是長(zhǎng)期困擾工程界的一個(gè)難題,全波紋腹板h型鋼在一定程度上緩解了這個(gè)矛盾。但由于這種型鋼截面形式比較特殊,因此還不為人們所知。本文運(yùn)用變截面梁?jiǎn)卧邢拊ê蚼atlab高級(jí)編程語(yǔ)言對(duì)全波紋腹板變截面門式剛架的內(nèi)力及其參數(shù)對(duì)內(nèi)力的影響進(jìn)行了分析,并且與等截面門式剛架進(jìn)行對(duì)比,用實(shí)例說(shuō)明了全波紋腹板h型鋼的優(yōu)越性,為這種h型鋼在工程中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

依照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50017-2003)和冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范(gb50018-2002),對(duì)冷彎型鋼和熱軋型鋼軸壓柱性能進(jìn)行了對(duì)比分析。分析結(jié)果表明:冷彎型鋼與熱軋型鋼性能有很大差別,設(shè)計(jì)規(guī)范不能合一。冷彎型鋼壁薄、截面允許局部屈曲且形式多樣,有其自身特殊的計(jì)算方法。

了解門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特殊性,并利用ansys有限元方法,分析了40℃和50℃的溫度變化對(duì)某輕鋼門式剛架的力學(xué)影響,證明該結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮溫度荷載的影響.

本文系統(tǒng)地從輕鋼門式剛架的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍、結(jié)構(gòu)平面布置方案的選擇以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與內(nèi)力分析等方面對(duì)輕鋼門式剛架進(jìn)行了闡述。指出了輕鋼門式剛架具有很好的應(yīng)用前景。

大跨度門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)的

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隨著近幾年輕鋼門式剛架結(jié)構(gòu)在我國(guó)的應(yīng)用和１９９８年頒布的《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（ｃｅｃｓ１０２：９８）在工程中的應(yīng)用，已在工程實(shí)踐中積累了一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)并發(fā)現(xiàn)了一些有待完善的問(wèn)題．就設(shè)計(jì)工作中發(fā)現(xiàn)的一些問(wèn)題和工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了分析和總結(jié)，并提出一定的設(shè)計(jì)建議。

在對(duì)土與結(jié)構(gòu)物界面的粘接-滑移本構(gòu)模型進(jìn)行試驗(yàn)研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,結(jié)合物理模擬試驗(yàn)研究成果,利用ansys結(jié)構(gòu)有限元分析軟件,計(jì)算了一榀24m跨輕鋼門式剛架結(jié)構(gòu)分別在地表拉伸、壓縮、傾斜、正曲率和負(fù)曲率變形條件下的內(nèi)力和位移變化規(guī)律,探討了不同加固保護(hù)措施的適用效果和機(jī)理,為在地表變形地區(qū)采用輕鋼門式剛架結(jié)構(gòu)提供了設(shè)計(jì)依據(jù)和工程參數(shù)。

輕型門式剛架結(jié)構(gòu)是近年來(lái)中國(guó)建筑業(yè)出現(xiàn)的較為流行的新型結(jié)構(gòu)型式。論文總結(jié)了門式剛架設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的一些問(wèn)題及個(gè)人體會(huì);簡(jiǎn)要說(shuō)明了《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》cecs102∶2002計(jì)算特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù),并指出了其與《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》gb50017-2003的不同之處。

文章通過(guò)有限元分析軟件ansys對(duì)某生產(chǎn)車間輕鋼門式剛架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了整體靜力分析、模態(tài)分析和地震反應(yīng)譜分析。

提出了蜂窩構(gòu)件組成的輕鋼門式剛架,并利用有限元軟件ansys建模進(jìn)行數(shù)值模擬分析,研究了蜂窩門式剛架的受力破壞過(guò)程、應(yīng)力分布規(guī)律,并與擴(kuò)張前的原實(shí)腹門式剛架的屈服荷載、極限荷載、梁跨中撓度等進(jìn)行了對(duì)比分析。研究表明:擴(kuò)張后的蜂窩輕鋼門式剛架與原實(shí)腹門式剛架的破壞形式不同,前者的承載力及剛度比后者有大幅度提高。