呼和浩特CZ型鋼
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呼和浩特CZ型鋼?中,冷彎C型鋼梁在彎矩和扭矩共同作用下的受力性能研究:

2019-12-05

當作用在鋼梁上的橫向荷載沒有通過截面的剪切中心時,鋼梁上會產生扭矩從而影響鋼梁構件的承載能力。在實際工程中由于荷載偏離剪切中心導致的鋼梁受扭是難以避免的;呼和浩特CZ型鋼而考慮鋼梁在扭矩與彎矩共同作用下的設計方法很少。 本文對冷彎薄壁C型鋼梁在彎矩作用下以及彎矩和扭矩共同作用下的受力性能進行研究。采用荷載等效方法將偏心橫向荷載等效為扭矩和通過冷彎薄壁C型截面腹板的橫向荷載。利用ANSYS同時考慮材料非線性與幾何非線性進行了冷彎C型鋼梁的有限元分析。 首先,對均勻受彎的冷彎C型鋼梁進行了參數分析,比較了不同跨長、截面、初始缺陷對均勻受彎構件承載力的影響。內蒙古C型鋼在此基礎上,對三種受彎構件:均勻受彎鋼梁、承受跨中集中荷載和均布荷載作用的鋼梁進行了有限元分析。并將有限元分析得到的結果與中國冷彎型鋼技術規范的穩定系數和美國-澳大利亞規范中的側扭屈曲設計曲線進行了對比。結果表明,對于跨度較長的鋼梁,兩種規范的設計值可能是不安全的。 其次,對承受跨中集中荷載作用和承受均布偏心荷載作用下不同跨長、截面、荷載偏心距和初始缺陷冷彎C型鋼梁進行了有限元分析。在橫向偏心荷載作用下,當冷彎C型鋼梁的跨度較短且板件寬厚比較大時,鋼梁的腹板處容易發生剪切屈曲;當橫向荷載偏心距e0和e0時,跨度較短的冷彎C型鋼梁分別容易發生局部屈曲和畸變屈曲;跨度較長的冷彎C型鋼梁則傾向于發生側扭屈曲。 第三,通過比較不同跨長和偏心距作用下鋼梁的失效變形和承載力,分析了橫向偏心荷載作用下鋼梁承載力變化的規律和影響因素。根據有限元結果,得到鋼梁上承受的彎矩M和扭矩T的直線相關關系。呼和浩特CZ型鋼分析了彎矩和扭矩共同作用下鋼梁設計中M-T直線相關公式、Put和Pi相關公式的適用性,并對各相關公式中的極限扭矩MT的取值給出了建議。 依據現有的規范計算公式考慮扭矩對鋼梁穩定的影響,本文提出可以在規范設計公式的基礎上增加穩定折減系數作為鋼梁在彎矩和扭矩共同作用下的穩定設計公式,并給出冷彎C型鋼梁在跨中偏心荷載作用下和均布偏心荷載作用下的穩定折減系數表達式。

隨著我國建筑產業化的不斷發展,低層冷彎薄壁型鋼住宅體系應用日益廣泛,各種新型結構體系應運而生,帶動了組合樓蓋體系的研究和改進。本文研究的依托實際工程的冷彎薄壁C型鋼桁架組合樓蓋,目前相關研究較少,呼和浩特彩板鋼構需要通過試驗和有限元分析方法了解其抗彎性能,本文主要開展以下研究工作:(1)進行了3個冷彎薄壁C型鋼桁架-壓型鋼板混凝土組合樓蓋試件和1個冷彎薄壁C型鋼桁架-ALC板組合樓蓋試件的抗彎性能試驗,詳細考察了這4個組合樓蓋的承載能力和破壞形式,研究了荷載-撓度關系曲線和荷載-應變關系曲線,研究參數為有無抗剪連接件、節點連接強度、樓面板形式。(2)采用有限元軟件ABAQUS建立冷彎薄壁C型鋼桁架-壓型鋼板混凝土組合樓蓋的計算模型,進行有限元模擬分析,將分析結果與試驗結果相比較,驗證了有限元分析模型的正確性和準確性。(3)建立有限元分析模型,對組合樓蓋下部鋼桁架梁的跨高比、高厚比、鋼材屈服強度、混凝土強度等級等因素進行參數分析,確定影響冷彎薄壁C型鋼桁架組合樓蓋承載能力的主要因素。(4)呼和浩特CZ型鋼參考現有研究理論,在試驗和有限元分析基礎上,提出冷彎薄壁C型鋼桁架組合樓蓋撓度修正公式。

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