《钢结构（中英文）》2022年第10期简介

钢结构（中英文）

2022年第10期简介

研究

H形截面弯杆的弯曲和扭转屈曲能力

周嘉1 童根树2

1、隆基二手钢结构

2. 浙江大学高性能结构研究所

摘要：对H形截面受压杆弯扭屈曲承载力校核公式进行了理论研究。 1)对比了中国、欧洲、美国钢结构设计规范中H形截面受压杆面外稳定性验算公式。 指出了改进的可能性； 2）对具有初始弯扭的弯曲杆的弹性弯扭变形进行二阶分析。 引入初始弯曲和初始扭转的具体关系后，得到二阶效应放大后的弯曲。 ，扭转、弯矩和双力矩的简单解析表达式； 3) 对单向弯曲塑性铰状态下H形截面绕强轴和弱轴的强度公式进行了拟合； 计算了恒压双向弯矩作用下塑性铰状态的双向弯矩相关关系，提出了精度较好、安全性稍差的计算公式； 对所提出的公式进行了修改，使其能够考虑双向力矩的影响； 4）参照压杆面内稳定性验算公式的推导方法，利用已知的绕弱轴弯曲屈曲的柱稳定系数公式，可得压杆绕弱轴弯曲屈曲的等效初始弯曲弱轴是通过逆向推理得到的。 等效初始弯曲弯曲综合考虑残余应力、初始弯曲和塑性发展过程引起的附加挠度增量； 5) 引入等效初始弯曲。 利用面内二阶分析得到的二阶弯矩、面外二阶弯矩、二阶双弯矩等代入双向弯矩的计算公式中弯曲强度以获得弯杆的弯曲和扭转屈曲能力的上限解。 为了获得更真实的承载力相关性，对弹性分析得到的面内二阶弯矩、面外二阶弯矩和双弯矩进行弹塑性放大，并进行弯曲和扭转分析。获得H形截面弯杆的屈曲。 计算公式绘制了一系列曲线。 当长细比较小时，曲线接近于强度相关曲线。 当长细比较大时，曲线接近弹性屈曲相关公式。

结果表明，现行GB 50017-2017《钢结构设计标准》中的面外稳定性计算公式偏向于安全性。 同时，借用强度相关性和屈曲相关性的插值，给出了更为复杂的拟合公式。

关键词：弯扭屈曲； 压力弯曲杆； H形断面； 二阶效应

资料来源：周佳，童根树。 H形截面受压杆的弯扭屈曲能力[J]. 钢结构（中英文），2022, 37(10): 1-23.

DOI：10. 13206/j。 gjgS22041701

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箱式空心屋面与传统屋面结构性能对比研究

赵蔚然1 郑腾腾2 赵彩琪2 袁良健3

1、隆基二手钢结构

2.东南大学土木工程学院

3.东南大学溧阳基础设施安全与智能技术创新中心

摘要：提出了一种新型空间结构——铝合金蜂窝板箱形空心屋顶结构。 它是由轻质高强铝合金蜂窝板通过特殊连接件拼接而成的五面体或六面体箱形空心屋顶结构。 它既具有张拉结构“轻质高强”的特点，又吸收了刚性结构高强度、高刚度的优点。 为探究箱式空心屋面相对于传统屋面的结构性能优势，在铝合金蜂窝板箱式空心屋面承载力试验的基础上，利用ANSYS对箱式空心屋面的力学性能进行了研究和建立。软件。 建立了两种完全协调耦合的有限元分析模型，并验证了有限元分析模型的有效性。 对三向网格单层网壳、四方锥双层网壳、无底板五面体箱形空心屋盖、有底板六面体箱形空心屋盖四种结构的力学性能进行了分析。底板。 对其经济学进行了分析。

结果表明，铝合金蜂窝板箱形空心屋顶连接性能良好，整体空间刚度较高。 其极限承载力可达结构自重的11倍，稳定承载力约为结构自重的3.6倍，且结构屈曲时变形极小，挠跨比仅为1/800。 该耦合模型适用于箱型空心屋盖结构的有限元分析。 与弹性阶段的测试结果一致。 极限承载力仅比试验值高出15%。 考虑安全系数后可作为结构承载力的设计值。 从网壳结构的静力性能来看，带底板的箱形空心结构的跨中挠度值和构件应力比是四种中最小的，表现出较高的承载能力和抗变形能力。 当跨中挠度值相近时，杆系网壳的分力应力比一般大于板系结构，板系结构的空间力传递更为合理。 从网壳结构的经济性来看，对于相同尺寸的网壳，无底板的箱式空心网壳结构重量最小，而三通网格式单层网壳结构重量最大。建筑空间。 随着网壳平面尺寸的增大，结构的平均重量减小，建筑空间尺寸的差异越来越大。 在满足结构力学性能的前提下，考虑到建筑空间和结构自重，箱形空心结构可以取得较好的经济性。 就网壳结构的动力性能而言，同等条件下板结构的频率一般高于杆结构。 板式结构具有重量轻、强度高的特点，其质量和刚度分布比杆式结构大。 要合理。 箱式空心屋盖的力学性能和经济指标都比较优异，但有各自的适用跨度范围。 无底板的箱式空心结构适用于跨度小于20m的格构壳，而有底板的箱式空心结构由于其较大的跨度，适用于跨度为20～30m的格构壳。刚性。

关键词：铝合金蜂窝板； 箱形空心屋顶； 传统屋顶； 机械性能； 经济

资料来源：赵蔚然、郑腾腾、赵彩琪、袁良健。 箱形空心屋面与传统屋面结构性能对比研究[J]. 钢结构（中英文），2022, 37(10): 24-31.

DOI：10. 13206/j。 gjgS22052901

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冷弯加筋高强钢梁的力学性能及经济分析

王维勇1 王子奇1 谭兴奎2 庞诗韵1 黄丹1 黄永东3

1.重庆大学土木工程学院

2、隆基二手钢结构

3、隆基二手钢结构

摘要：随着炼钢技术的进步，高强钢逐渐应用于建筑领域。 与普通钢材相比，高强钢具有节省钢材、减小截面尺寸、减轻结构重量、提高抗震性能等优点。 对于宽厚比较大的板材，在压力作用下容易出现局部屈曲，从而降低构件的承载能力。 加劲肋的设置改变了原板的力学性能和屈曲行为，可以提高加筋板的整体刚度。 而且冷弯强化还具有生产容易、加工成本低的优点。

为探讨冷弯半圆加劲高强钢梁的受力性能和经济性，采用ABAQUS有限元模型，与两端夹紧、单次加载的H型钢梁的试验结果进行对比。点在跨度的中间。 ，在验证有限元模型的准确性后，建立了翼缘和腹板加劲的H型钢和箱型钢梁的弯曲分析模型。 选取四种截面尺寸的H形截面钢梁，考察翼缘加劲对钢梁强度和稳定承载力的影响。 对三种横截面类型进行了数值模拟：H 形、上翼缘加劲以及上下翼缘加劲。 ，比较不同截面形式钢梁的抗弯强度和承载力，并通过改变上下翼缘厚度，得出Q355级H型钢梁极限承载力相同时的翼缘厚度求得不同尺寸下相应的钢材消耗量。 减少比例。 分别对H型腹板和箱型腹板加劲肋钢梁截面尺寸进行优化，在保持截面用钢量不变的情况下增加翼缘厚度。 对具有不同优化截面尺寸的Q355腹板加筋截面进行了比较。 基于无筋H型截面钢梁的抗弯强度承载力； 通过优化截面尺寸，得出相同承载力下加筋高强Q690钢梁相对于Q355钢梁的钢材消耗节省程度。

研究表明：翼缘向外加劲的H型钢梁比内向加劲的H型钢梁具有更高的抗弯承载力，翼缘加劲会显着降低整体失稳承载力； 相同截面面积的翼缘加劲Q690钢梁，其抗弯强度和承载能力是Q355钢梁的一倍以上。 在同等强度和承载力的翼缘钢筋下，Q690钢梁比Q355钢梁用钢量减少50%左右； 减少腹板厚度并设置加强筋，保证用钢量。 在保持翼缘厚度不变的情况下，增加翼缘厚度，钢梁的抗弯强度和承载能力会更高； H型Q690钢梁采用优化截面时，在保证承载力与Q355钢梁相当的情况下，可节省钢材用量40%左右； 箱形Q690钢梁采用优化截面时，在保证承载能力与Q355钢梁相当的情况下，可节省钢材用量30%左右。

关键词：冷弯硬化； 高强度钢； 机械性能； 有限元; 钢材消耗量

资料来源：王维勇、王子奇、谭兴奎、庞诗云、黄丹、黄永东。 冷弯加筋高强钢梁力学性能及经济分析[J]. 钢结构（中英文），2022, 37(10): 32-42.

DOI：10. 13206/j。 gjgS22033101

施工技术

大跨度空间网架结构常用安装方法及新思路

张在晨、贾新卷、胡晨曦、莫海照

隆基二手钢结构

摘要：钢结构建筑以其强度高、韧性好、可塑性强、工期短、绿色环保等优点受到现代设计师的青睐。 在钢结构现场安装中，当整个钢结构吊装并施加全部荷载时，需要进行卸载。 大跨空间管桁架结构正在卸荷。 由于管件数量众多，节点形式各异，结构整体内力复杂多变。 每个成员之间的压力很难确定。 如果盲目选择卸载顺序，或许是可以的。 它会对结构造成过大的局部应力，导致塑性变形甚至结构破坏，因此确定合理的卸载顺序尤为重要。

以石窑健康城工程为研究对象，提出了空间管桁架结构的卸载方法，并进行了有限元模拟。 卸载过程中，先进行一次卸载，即一次性拆除非主受力支撑，然后进行二次卸载，即逐步卸载主受力支撑。 整个过程采用MIDAS/Gen有限元分析软件对结构及主要受力支架进行模拟分析。 考虑到模拟的目的是确定卸载顺序，支架改为φ219×10钢管，并设置为仅受压。 机组卸荷时，在钢管两端施加强制位移。 确定卸载顺序主要根据支架的模拟支撑反力，支撑反力大的支架先卸载。 具体地，将支撑反力最大的两组支架作为当前卸载步骤，每次卸载量为10.mm，每个卸载步骤进行受力计算，根据卸载的大小确定下一次卸载顺序。计算当前支撑反力，来回模拟卸载，直至最终卸载完成，并将模拟的具体卸载顺序应用到实际施工中。 作为指导。 另外，在整个仿真过程中钢结构英文书籍，对于支撑反力为0且不再变化或变化很小的支架，无需进行仿真计算，直接去除。 在模拟分析过程中，记录结构构件的应力变化，并标记应力最大的构件。 通过构件应力的大小和变化证明了该卸载方法的可行性。 现场实际卸货过程中也用到了它。 可以对这些构件进行应力监测，以保证卸载过程中整体结构的稳定性。

经过仿真分析，总共需要19个卸载步骤才能完成整体卸载。 卸载过程中，变形或应力不超过极限。 模拟过程的结果为：支架最大支撑反力为1033 kN，结构最大支撑反力为1033 kN。 挠度为59.27 mm，最大应力为236.40 MPa。

关键词：空间管桁架； 卸货； 模拟

资料来源：张再臣、贾新娟、胡晨曦、莫海照。 大跨度空间网架结构常用安装方法及新思路[J]. 钢结构（中英文），2022, 37(10): 43-49.

DOI：10. 13206/j。 GJGS21100901

设计讨论

钢-混凝土组合梁的刚度

童根树

浙江大学高性能结构研究所

摘要：推导了钢-混凝土组合梁的等效抗弯刚度，发现其由两部分组成：一是楼板及钢梁绕其质心轴的抗弯刚度，二是楼板的抗弯刚度。为上弦，钢梁为下弦。钢结构英文书籍，螺栓作为腹杆的桁架刚度，给出了简单的计算公式，并介绍了剪切挠度和螺栓抗滑移刚度。

关键词：钢-混凝土组合梁； 等效刚度； 偏转

资料来源：童根树。 钢-混凝土组合梁的刚度[J]． 钢结构（中英文），2022, 37(10): 50-52.

DOI:10.13206/j.gjgS22092204

钢结构热点分析

本期问题：什么是雪荷载敏感结构？

问题简介：GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》第7.1.2条规定，对雪荷载敏感的结构，雪压应按100年重现期计算。 那么什么是对雪荷载敏感的结构呢？

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