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建筑结构 2024年第1期54卷 66-71页

作者：袁焕鑫房铭坤杜新喜柯善夫谭美超武汉大学土木建筑工程学院武汉430072 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司武汉430071

为提高LQ550级高强冷弯薄壁C型钢连续檩条的承载能力,采用在支座处嵌套的方法来加强连续檩条。对未加强和采用两种嵌套方式加强的檩条共7组试件进行三点受弯试验,得到了试件的承载性能和破坏形态,试验结果表明加强后的试件出现跨中局部... 详细信息

为提高LQ550级高强冷弯薄壁C型钢连续檩条的承载能力,采用在支座处嵌套的方法来加强连续檩条。对未加强和采用两种嵌套方式加强的檩条共7组试件进行三点受弯试验,得到了试件的承载性能和破坏形态,试验结果表明加强后的试件出现跨中局部屈曲和嵌套端部局部屈曲两种破坏形态。采用ABAQUS软件建立了非线性有限元模型对嵌套加强的檩条进行数值模拟,有限元分析得到的承载力和破坏形态与试验结果吻合良好,验证了有限元模型的准确性。基于验证的有限元模型,分析了两种嵌套方式和不同嵌套长度对檩条承载力的提升,且表明嵌套檩条的长度宜取为连续檩条跨度的1/5~1/4。

关键词：高强钢冷弯薄壁C型钢连续檩条嵌套加强受力性能

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连续檩条在金属建筑系统中应用的可行性

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建筑结构 2008年第3期38卷 77-80,76页

作者：孙冬明夏军武蒋龙中国矿业大学建筑工程学院徐州221008

从分析模型和稳定两方面阐述了连续檩条在金属建筑系统中应用的可行性。对搭接模型和均匀连续梁模型的计算结果进行对比,证明采用均匀连续梁的分析模型可较为准确地描述连续搭接檩条的内力状况;而对于仅在檩条上翼缘附近设置拉条,竖向... 详细信息

从分析模型和稳定两方面阐述了连续檩条在金属建筑系统中应用的可行性。对搭接模型和均匀连续梁模型的计算结果进行对比,证明采用均匀连续梁的分析模型可较为准确地描述连续搭接檩条的内力状况;而对于仅在檩条上翼缘附近设置拉条,竖向力作用下如何保证支座区受压下翼缘的稳定性在很大程度上影响着连续檩条在工程中的推广应用,因此对其进行了理论分析。分析结果表明连续檩条的稳定验算由风吸力作用下跨中下翼缘反弯点之间的受压区控制。同时提出了连续檩条连接节点的设计要点和构造要求。最后,给出一个连续檩条的工程实例,供设计人员参考。

关键词：可行性连续檩条分析模型稳定性构造要求

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冷弯薄壁C型钢简支檩条连续化加固技术研究

冷弯薄壁C型钢简支檩条连续化加固技术研究

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作者：丰成成山东建筑大学

学位级别：硕士

冷弯薄壁构件在工业民用建筑中已经得到了广泛应用,典型的代表为轻型门式刚架厂房,檩条作为一种冷弯薄壁型钢构件,在轻钢结构厂房屋盖体系中发挥着极其重要的作用。近年来国家大力推广太阳能光伏发电,老旧轻钢结构厂房屋顶得到了广泛应... 详细信息

冷弯薄壁构件在工业民用建筑中已经得到了广泛应用,典型的代表为轻型门式刚架厂房,檩条作为一种冷弯薄壁型钢构件,在轻钢结构厂房屋盖体系中发挥着极其重要的作用。近年来国家大力推广太阳能光伏发电,老旧轻钢结构厂房屋顶得到了广泛应用。2019年4月1日实施的《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018恒载和活载的分项系数变为1.3和1.5(旧标准为1.2和1.4),2022年1月1日实施的《工程结构通用规范》GB55001-2021规定不上人屋面活荷载为0.5k N/m(原门式刚架设计一般取0.3k N/m),再考虑增加的光伏板和支架的重量,导致檩条普遍承载力不足,需要进行加固处理。国内目前常用的加固方式有增大檩条截面尺寸、加密檩条等等,这些加固方式施工效率低,用钢量较大不经济,简支变连续作为一种檩条连续化加固方式,用钢量较少,施工方便,经济性较好,目前对冷弯薄壁C型钢连续檩条的设计缺少相关标准规范,国内外研究主要集中在C型连续檩条的受力性能和连接上,对局部加强的C型连续檩条受力性能和连接研究较少。为了逐步完善局部加强C型连续檩条的相关研究,针对冷弯薄壁C型钢简支檩条进行加固,采用简支变连续的加固方法,即在相邻檩条支座位置嵌套连接件使其连续化,分别采用理论计算、有限元分析和试验验证的方法,选出最优的加固方案,对冷弯薄壁C型钢内嵌式连续檩条的搭接长度、连接方式和内嵌连接件的规格尺寸进行研究,最后通过一个工程实例验证计算分析,为C型连续檩条在实际工程中的应用提供依据,主要内容如下:首先介绍了冷弯薄壁C型钢檩条设计的一些相关理论,然后通过PKPM软件工具箱计算对比增大檩条截面尺寸、加密檩条、简支变连续这三种加固方式,从受力性能、经济性、施工操作性综合得出简支变连续加固方式为最优的加固方案。其次,针对我国相关规范标准对C型钢连续檩条的嵌套搭接长度并没有明确规定的现状,采用有限元软件ABAQUS建立内嵌式C型连续檩条模型,支座处嵌套连接件与原檩条采用螺栓有效连接,考虑檩条跨度取6m、7m、8m、9m以及搭接长度系数α取(17)(4)-(17)(15)(4)进行建模分析,并探讨檩条的连续性β,根据檩条的连续性β分析得出冷弯薄壁C型钢檩条内嵌式连续化加固合理的搭接长度。结果表明:冷弯薄壁内嵌式C型连续檩条的搭接长度宜不小于简支檩条跨度的10%,随着嵌套搭接长度的增加,檩条连续性不断增加,当搭接长度取檩条跨度的10%时,檩条连续性达到90%左右。再次,简支变连续的关键在于支座处的嵌套搭接,相邻檩条支座处嵌套搭接的连接方式以及嵌套搭接件的规格尺寸也是影响C型连续檩条受力性能的重要因素。通过有限元软件ABAQUS,对连续檩条内嵌式加固方案下采用螺栓连接和结构胶连接进行了计算对比分析研究。另外,改变内嵌式嵌套连接件尺寸规格,在保证支座处连续性β接近100%的前提下,研究了不同规格尺寸嵌套搭接连接件下对搭接长度的影响。结果表明:采用结构胶粘结的连接方式,檩条内嵌式加固的连续性和刚度优于螺栓连接,综合考虑两种连接方式的施工工序与经济性,檩条连续化加固可优先选择螺栓连接;在保证支座处连续性β接近100%的前提下,不同规格尺寸的连接件所需的搭接长度有所不同,随着连接件规格尺寸的不断增大,所需嵌套搭接长度不断减小;为了保证嵌套连接件施工方便,连接件腹板高度不宜和原檩条腹板高度一致,冷弯薄壁C型钢连续檩条嵌套连接件腹板高度不宜小于原檩条腹板高度的70%,翼缘宽度不宜小于原檩条翼缘宽度的60%。最后,以某一实际工程为例,在支座处增加连接件将简支檩条连接起来成为连续檩条,采用内嵌式和外包式两种加固方案,分别进行了ABAQUS有限元数值模拟分析和试验研究,计算分析了两种连续化加固方案下檩条挠度、应力的变化情况,与简支C型钢檩条进行了对比,以此来验证以上数值模拟结论的合理性。结果表明:简支檩条通过这两种连续化加固方案,整体刚度明显提升,承载力达到设计要求;采用在支座处外包连接件的连续化加固方案整体刚度提升较大,加固效果较好,但施工麻烦。有限元模拟计算竖向位移值小于试验值,究其原因一是螺栓连接紧固程度的影响,二是模拟时限制上翼缘的侧向位移只能近似模拟屋面板的应力蒙皮效应;简支檩条连续化加固方案对端跨檩条影响较小,端跨檩条建议采用檩条加密或增大檩条截面尺寸进行加固。

关键词：冷弯薄壁C型钢连续化连续檩条檩条加固有限元分析

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连续檩条的整体稳定系数计算

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福建建筑 2008年第4期 16-18页

作者：吴卫华赵军河南大学土木建筑学院 475004

本文对在竖向均布荷载作用下连续檩条进行理论分析,得出该连续檩条的整体稳定系数,并举例说明其应用。

关键词：连续檩条势能驻值原理稳定系数

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冷弯薄壁连续檩条CAD系统的研究与开发

冷弯薄壁连续檩条CAD系统的研究与开发

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作者：张景祯西安建筑科技大学

学位级别：硕士

冷弯薄壁型钢是一种轻型材料,由于具有卓越的结构性能和延性而广泛运用于房屋建筑。目前用于屋面檩条的冷弯薄壁型钢最常见的截面形式有C、Z型。通过研究发现连续檩条比简支檩条具有较高的承载力和较大的刚度,能有效降低用钢量,因此连... 详细信息

冷弯薄壁型钢是一种轻型材料,由于具有卓越的结构性能和延性而广泛运用于房屋建筑。目前用于屋面檩条的冷弯薄壁型钢最常见的截面形式有C、Z型。通过研究发现连续檩条比简支檩条具有较高的承载力和较大的刚度,能有效降低用钢量,因此连续檩条应用也越来越多。檩条属于结构的二次构件,不参与主结构的设计,目前连续檩条设计手段主要依靠手工计算或者根据以往的设计经验,这样不仅设计繁琐而且影响结构的经济性与安全性。因此,本课题致力于研发一个CAD系统,用于连续檩条的设计分析,供结构设计人员使用。本文简单介绍了冷弯C、Z型钢檩条的一些特点、设计原则以及国内、外的研究动态;分析了影响冷弯Z型连续钢檩条承载力的各种因素以及作用在连续檩条的活载的最不利布置形式,并参考美国和加拿大钢结构规范,提出了更适合我国的活载最不利布置形式;并将其首次加入分析设计软件中。连续檩条的搭接长度也是设计中的一个重要的参数,本程序在分析的基础上提出了合理的搭接长度。本论文在先进的开发平台Visual C++6.0上,采用面向对象技术,研发了集成化CAD系统CSPCAD。该系统采用了最先进的计算机技术,包括C/C++Windows编程、MFC基本类库、对视图的操作等,实现了良好的用户界面以及快速有效的结构分析设计程序。 CSPCAD系统按前处理建模、结构分析和后处理集成一体化的思想进行开发。前处理采用对话框进行数据的操作,结构分析部分对连续檩条的受力性能进行分析,并具有随时扩充冷弯连续檩条研究成果的功能;后处理部分运用可视化技术,显示了计算结果。最后用实例验证本系统的正确性与优点。通过一个实际工程作为实例验证了本程序的正确性和连续檩条设计的优点。

关键词：二次构件连续檩条搭接长度最不利荷载结构CAD

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