新型冷弯薄壁型钢组合龙骨轴压性能试验研究

为解决轻钢结构承载能力低、敲击空鼓、防火防腐等诸多问题,设计了一种新型中间支撑轻钢灌浆墙体,其龙骨截面形式为多肢组合截面.开展了竖龙骨和立柱龙骨的轴心受压试验,并进行了精细化有限元分析.结果表明,在轴心荷载作用下,竖龙骨和立柱龙骨主要发生整体弯曲屈曲破坏,且伴随有畸变屈曲现象,二者出现的先后顺序不同.立柱轴压承载力达到127kN,可以作为墙体体系中的主要受力构件.ABAQUS有限元软件可以精确地模拟出冷弯薄壁型钢组合截面龙骨的极限承载力和破坏模式,模拟结果与试验结果吻合良好.通过调整长细比及有效截面面积,对现行规范中轴压构件承载力计算方法进行修正,得到了竖龙骨与立柱轴压承载力的合理计算方法.     

轻钢龙骨组合墙体抗侧性分析

轻钢龙骨组合墙体住宅是一种新型的房屋结构体系,具有能耗低、承载强度高、抗震性能优越等特点,因而这种结构形式在欧美等发达国家倍受青睐。在我国应用推广这种新型的结构体系,同样具有十分广阔的应用前景。文章对单片轻钢龙骨组合墙体进行有限元数值模拟分析,以研究蒙皮板厚度、墙架立柱厚度、竖向荷载对组合墙体抗侧性的影响。分析结果表明：随蒙皮板厚度、墙架立柱厚度增加轻钢龙骨组合墙体墙体抗侧性明显增强;在施加竖向荷载的情况下墙体抗侧性也有所增加。     

装配式轻钢楼盖受力性能试验研究与参数分析

为研究装配式轻钢楼盖的受力性能,文章通过对楼盖试件进行模拟竖向均布荷载作用的静载试验,分析了楼盖的竖向承载力、挠曲变形、应变规律和双向受力性能。研究结果表明:试验楼盖具有较高的承载力,按照2.5 kN/m~2的恒荷载作为使用荷载来计算,开裂荷载是正常使用荷载的2.22倍,破坏荷载是正常使用荷载的3.63倍。在加载过程中楼盖梁-板连接件表现出良好的传力性能;同时通过有限元模拟对楼盖进行了参数分析,得出4个参数对于楼盖的承载能力与变形的影响。     

轻钢泡沫混凝土组合墙体竖向承载力试验

目的为推广轻钢-泡沫混凝土-纤维水泥压力板组合墙体的应用,在外部贴纤维水泥压力板的轻钢龙骨组合墙体里灌注泡沫混凝土,研究轴心受压承载力对墙体的影响.方法通过对5块轻钢-泡沫混凝土-纤维水泥压力板组合墙体进行轴心受压承载力试验,分别研究了有无泡沫混凝土、有无拉条、墙面板与立柱连接自攻螺钉间距对墙体承载力的影响.结果内部填充泡沫混凝土后,轻钢立柱不再发生整体弯曲屈曲,只发生局部屈曲;竖向荷载作用下的稳定承载力显著提高;螺钉间距由400 mm加密至200 mm,轴心受压承载力随之增大;拉条对承载力的提高不明显.结论在轻钢-泡沫混凝土-纤维水泥压力板组合墙体承受轴心受压时,内部填充的泡沫混凝土会发挥一定的作用,建议在进行竖向承载力计算时,考虑泡沫混凝土的影响.     

密肋轻钢龙骨复合墙体的抗剪性能

密肋轻铜龙骨复合墙体是密肋结构体系中的一种新型墙体构件形式,具有现场施工连接方便,易于工厂成批化加工等优点．为了研究其墙体的承载性能,对1／2比例密肋轻钢龙骨复合墙体与普通密肋复合墙体进行了低周反复荷载试验,对比研究了密肋轻铜龙骨复合墙体的破坏形态、铜骨应变变化规律、抗剪承载力影响因素及其实用计算公式等试验结果表明,两者的破坏形态基本一致,轻钢龙骨复合墙体的承载力明显高于普通密肋复合墙体．最后结合试验数据给出了密肋轻铜龙骨复合墙体的开裂荷载与极限抗剪承栽力的建议计算公式．     

再生混凝土空心砌块墙体的抗震性能

通过对3片不同竖向荷载作用下的再生混凝土空心砌块墙体进行水平低周反复荷载试验,考察了墙体的受力性能、破坏机理及承载能力,分析了其滞回特性、骨架曲线、延性、耗能等抗震性能.研究结果表明:再生混凝土空心砌块墙体在无竖向荷载的情况下,破坏时的裂缝数量较少,主裂缝明显;在施加竖向荷载的情况下,破坏时无明显主裂缝,结构受力均匀.墙体的滞回曲线较饱满,延性较好,耗能能力较强,抗震性能良好.试验墙体的刚度退化趋势大致相同,墙体的初始刚度较大,开裂后刚度退化迅速.     

水平缝螺栓连接的全装配式复合墙体 受力性能试验研究

提出一种用于全装配式复合墙体水平接缝的干式连接方法,通过预埋钢件、L形钢连接件和高强螺栓来连接预制墙体和上、下层结构.为研究采用此种干式连接方式绿色装配式复合墙体的抗震性能和连接件的受力性能,以钢连接件厚度和高强螺栓规格(直径和预拉力)为关键参数,设计5榀墙体试件进行单调加载试验,对试件的破坏模式、水平荷载-位移曲线、特征值点、抗震性能指标、连接件的应变、连接件与墙板的相对滑移进行研究.研究结果表明:水平缝采用螺栓连接的试件变形能力较强,极限位移角达1/25时仍具有较高的承载力;增加钢连接件厚度可提升试件的承载力和初始刚度,但高强螺栓规格对试件承载力和刚度无明显影响.     

中高层装配式复合墙体抗震性能试验研究

为推进装配式复合墙结构向中高层发展,提高墙体的受力性能并改善装配式墙体连接形式,设计制作3个竖向接缝为马牙槎形式、水平连接为焊板焊接形式的中高层装配式复合墙体(竖向边缘构件配筋率不同).通过对墙体试件的拟静力试验,研究此类墙体的破坏现象、破坏机制与滞回特性等,探讨不同竖向边缘构件配筋率对墙体刚度退化、强度退化及耗能的影响;并对比多层复合标准墙体,探讨关键抗震性能指标的变化规律.结果表明:采用马牙槎形式竖向接缝与焊板焊接形式水平接缝,预制墙板与边框协同工作良好,墙体试件破坏形态合理;随着竖向构件配筋率的提高,试件的屈服荷载、峰值荷载及破坏位移逐渐增大,而当开裂位移与开裂荷载增大到一定程度时,不再上升;竖向边缘构件配筋率适中的墙体试件的钢筋应变、刚度退化、强度退化及耗能等综合性能指标较好;通过合理设计可以保证墙体具有较高的承载能力及耗能能力;与多层复合墙体相比,中高层复合墙体连接方式可靠,承载力较高,可为中高层复合墙结构体系的工程应用提供支持.     

双层钢箱截面组合索塔力学性能试验

设计制作了5个具有开孔板连接件和5个具有焊钉连接件的双层钢箱截面钢-混凝土组合索塔模型试件,根据索塔实际受力特性进行轴压和恒定轴力下的往复弯曲荷载试验.试验展示了使用两类连接件的双层钢箱组合索塔在不同荷载作用下的破坏形态和极限能力,结果表明:开孔板和焊钉均能约束受压钢板的屈曲波长,连接件的类型对试件破坏的具体形态有一定影响;轴压比是影响试件力学性能的主要因素,所有试件都根据其大小分为受压破坏和受拉破坏两类;无轴力和过高的轴力都会明显降低构件在往复荷载下的力学性能.最后,将试验结果与按照基于刚塑性原理的规范计算得到的承载能力进行比较.     

轻钢龙骨聚氨酯外墙挂板抗弯性能模拟分析

针对一种新型的轻钢结构外墙挂板,根据轻钢龙骨聚氨酯外墙挂板的荷载挠度曲线以及刚度变化规律,对墙板模型的抗弯性能进行分析.在此基础上共设计了5组共12个试件进行数值模拟,研究了龙骨高度、龙骨布置间距以及采用的钢筋等级和钢筋直径等因素对墙板抗弯性能的影响.结果表明,随着龙骨的高度增加或者布置间距的减小墙体刚度有较大提升;随着钢筋等级的提升或钢筋直径的加大对墙板抗弯荷载提升较大.研究可知,轻钢龙骨聚氨酯外墙挂板的轻钢龙骨选用方案灵活,可以保证墙板结构性能,适合作为装配式建筑外墙系统.     

现浇轻质复合保温墙体抗弯性能试验

通过对3种不同形式的现浇轻质复合保温墙体的抗弯试验研究，分析了龙骨的厚度、面板的密度等因素对轻质复合保温墙体的承载力、挠度的影响。研究表明，现浇轻质复合保温墙体抗弯承载能力较高，其中轻钢龙骨厚度越厚，抗弯承载力越高；面板的密度越大，抗弯承载力越大。提出墙体自攻自钻螺钉的合理间距，并证明了墙体芯料对轻钢龙骨的包裹作用能够提高抗弯承载力。为该墙体的实际工程应用提供可靠的理论依据。     

双钢板-混凝土组合墙局部屈曲性能试验

进行了4片双钢板-混凝土组合墙轴向受压试验,分析钢板强度和距厚比(抗剪连接件间距与钢板厚度比值)对外钢板局部屈曲位置、临界荷载、破坏类型的影响规律。结果表明:在竖向的2个连接件和4个连接件中部位置的钢板容易发生屈曲,且钢材强度越高,防止试件发生屈曲先于屈服局部弹性屈曲破坏的距厚比限值越小;距厚比仅对构件的破坏类型、局部屈曲的临界荷载影响较大。在试验研究基础上,采用理论分析,推导了防止钢板发生局部弹性屈曲破坏的距厚比限值公式,并采用国内外试验研究数据和数值模拟分析方法对公式的适用性进行验证,进一步修正了防止双钢板-混凝土组合墙发生局部弹性屈曲破坏的距厚比限值设计公式。     

钢制压力容器非线性稳定分析

为确定短圆筒钢制压力容器的稳定性能和临界荷载,对5米长的钢制压力容器开展了有限元特征值屈曲分析,获得屈曲临界荷载。在此基础上,采用弧长法对压力容器进行了非线性失稳分析,考虑了几何和材料双重非线性的影响,得到了压力容器结构整体稳定的全过程荷载-位移曲线以及单元的应力分布图。应用两倍弹性斜率法和双切线交点法求得临界荷载,与理论计算结果相比稍高,可以看出理论公式计算结果是偏于安全的。最后提出了短圆筒压力容器抗失稳的四点措施。     

加载方式对装配整体式剪力墙结构竖向变形影响模拟分析

准确掌握高层装配整体式剪力墙结构的竖向变形规律对保障施工质量与结构安全具有重要意义。为获得较为精确的装配整体式剪力墙结构竖向变形规律,本文以太原市某高层装配整体式剪力墙结构为例,基于BIM三维模型及施工进度模拟,基于装配式结构施工特点提出了精确荷载加载方式,考虑一次性加载和精确荷载加载方式两种不同加载方式的影响,利用ETABS软件对装配整体式剪力墙结构不同荷载加载模型的施工全过程荷载及竖向变形进行模拟,将模拟结果进行比对分析。结果表明：加载方式对装配整体式剪力墙结构竖向变形计算结果影响较大;考虑装配式结构施工特点的精确荷载加载方式模拟所得竖向变形峰值约为一次性加载竖向变形峰值的61%;相比预制构件,现浇构件变形结果受加载方式影响更大,而预制和现浇构件竖向变形的相互作用将加剧加载方式对结构变形的影响;ETABS竖向变形模拟值可为结构标高预补偿施工方案的确定提供参考,有助于弥补结构施工后变形,优化施工效果。     

两边连接竖向加劲式钢板剪力墙试验研究

通过对两个1:3的两边连接竖向加劲式钢板剪力墙试件进行低频往复循环加载,研究了结构的初始刚度、滞回性能、承载能力以及破坏机理等性能指标,从而对结构的抗震性能进行了评估.试验研究表明,两边连接竖向加劲式钢板剪力墙作为抗侧力构件承担了大部分侧向力,在弹性阶段产生了预期的屈曲破坏,主要表现为角部钢板的撕裂和鼓曲;在钢板墙破坏后期可以观察到在对角线方向形成了明显的拉力带.因此,非常适合在地震高烈度区进行推广.     

钻柱失稳的准螺旋模型研究

建立了钻柱失稳的准螺旋模型,并用能量法推导出水平段和弯曲段钻柱的准螺旋失稳临界屈曲载荷,给出了水平段钻柱失稳后的摩阻力计算公式。计算结果表明,钻柱的准螺旋失稳临界载荷小于其完全螺旋失稳临界载荷。弯曲段井壁的约束增大了该段钻柱的刚度,因此,弯曲段钻柱的临界失稳载荷大于水平段的相应载荷值。室内模拟实验研究表明,准螺旋模型计算值与实验值较为接近,计算结果可供实际钻井作业参考。     

水平荷载作用下多层轻钢结构墙体有限元分析

介绍了美国多层轻钢住宅结构体系,对其墙体在水平荷载作用下的受力性能进行分析。同时,对冷弯薄壁型钢的墙体与多层轻钢墙体进行了对比分析,得出了二者在水平荷载作用下的受力性能。     

HR-EPS模块剪力墙轴心受压承载力试验研究

HR-EPS模块剪力墙由于中间有芯肋、混凝土不连续、钢筋和混凝土的粘结作用削弱都会造成墙体截面损伤,因此会直接影响墙体的竖向承载力。通过试验研究和数值模拟相结合的方法对HR-EPS模块剪力墙的轴心受压承载力进行研究。研究结果表明:(1)从开始加载到墙体破坏之前,墙体的侧向位移值变化幅度很小;在试件接近达到破坏荷载时,钢筋和混凝土应变达到最大值,说明轴心受压墙体具有较高的竖向承载能力和抵抗变形的能力;(2)墙体的承载力随着钢筋含量的增加而增加;(3)由模拟和试验测得的荷载-位移曲线及钢筋和混凝土的应变曲线基本吻合,表明通过合理的混凝土本构关系基本能满足模型的要求。同时根据以上研究结果推导出了HR-EPS模块剪力墙受压承载力公式。     

轻钢建筑围护结构抗风设计的几个问题

对轻钢厂房屋面檩条设计计算方法进行分析,认为轻钢厂房在台风中严重破坏的主要原因是设计中重结构轻围护.其次,在现行规范中,低层房屋围护结构的风荷载计算不够统一,以及在高风压地区的一些不合理规定,也是造成钢结构事故的原因.根据轻钢结构在台风中的特性,提出强风下在破坏围护结构的非重要部位形成导风巢的抗风思想.     

冷弯薄壁方钢管-稻草板组合墙体轴压性能

为研究冷弯薄壁方钢管与纸面稻草板(稻草板)组成的组合墙体的轴压性能,对三面组合墙体试件进行轴心受压试验,得到组合墙体的轴心受压承载力和破坏模式.试验结果表明,组合墙体的破坏模式是钢管端部屈曲破坏、稻草板局部发生褶皱和弯曲.方钢管和稻草板协同工作性能良好,稻草板对方钢管起到了良好的约束作用,组合墙体承载力较高.采用有限元软件ANSYS对组合墙体进行非线性分析,数值分析结果与试验结果吻合较好.在此基础上,利用有限元模型分析了钢管壁厚、墙体高厚比及自攻螺钉间距对组合墙体承载能力的影响,提出了该组合墙体轴压承载力计算公式.计算结果表明,该公式能很好地计算组合墙体承载能力.