C型钢的龙骨结构体系特点
文章出处:未知 人气:发表时间:2019-01-01 17:16
近年来,在轻型房屋钢结构居住建筑的研究中,低层住宅(别墅)的成套技术开发倍受人们关注,不少科研机构和相关企业都力求开发出自己的集成体系,旨在未来的钢结构住宅建设市场上占有 的份额。研究的宗旨就是要设计开发出取材方便、连接简单、安装快捷、综合造价低廉的钢结构房屋。目前,除成套引进的房屋外,国内己建和在建的钢结构低层住宅在结构上尚未形成完整的体系(固定的结构形式、成套的扣配件和与之配套的其他材料), 谈不上完整的建筑体系。
从欧、美、日、奥等发达 所建成的低层住宅钢结构的结构体系来看,大致可分为两类,一类是以冷弯C型钢组成龙骨结构体系。另一类为以小型热轧型钢组成的龙骨结构体系。参照我国现行钢结构设计规范,后者的设计没有问题,而前者的设计国内尚无与之相应的规范/规程可依。
冷弯薄壁C型钢设备压杆是龙骨结构体系中一种重要的杆件形式,一般用于冷弯薄壁C型钢框架柱和冷弯薄壁C型钢析架中。冷弯薄壁型钢系在常温下加工成型,这种成型方式有很大的灵活性,能根据需要生产出材料分布优的合理截面形状。因此,冷弯型钢的问世及应用,开拓了主要靠优化截面形状而不是单纯依赖增加材料用量及改善材性来提高材料利用率的新途径。统计资料表明,同样面积的冷弯型钢和热轧型钢相比,回转半径可增大50-180,故若以同样质量制成的冷弯型钢结构构件和热轧型钢结构构件相比,前者承载力较高,整体刚度较大,受力性能较好,可以节约材料、减轻结构重量,制作、施工、运输、安装均较方便,利于工业化、系列化生产,有利于改善劳动条件,缩短建设周期,取得较好的经济效益。
构件在制作、安装、堆放、吊装过程中,因其自身自重不可避免地会产生弯曲,安装过程中,柱子也不可能做到 平直,这些初始偏差的存在将降低杆件的承载能力。因此,双层彩钢设备钢结构规范对其值都加以了限制。这些规定值主要针对普通轧制型钢或焊接组合截面,当用于由冷弯成型的薄壁C型钢时,因组成板件太薄,制作安装中很难满足规范规定值。
无论是冷弯薄壁C型钢机框架节点还是析架节点,其连接均采用抽心铆钉、自攻螺钉和射钉连接,这种连接节点无法做到 的刚接,也不能认为是 的铰接,应该属于半刚性连接。在荷载的作用下既传递轴力,同时也传递一部分弯矩和剪力,因此压杆的实际受力状态是压弯构件。钢结构压弯构件的承载能力主要取决于杆件的整体稳定,对于冷弯薄壁C型钢截面而言,由于其组成截面典型的静力学特性:局部和整体失去稳定,形成不同的失稳现象。板件局部失稳,不等于构件丧失承载能力,可能还有相当可观的屈曲后强度可以利用,而且构件终承载能力还可能高于发生局部失稳前的承载能力。允许板件产生局部失稳,利用板失稳(屈曲)后的强度进行设计,《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018)考虑板件局部屈曲的相关性,以截面板组为计算单元,提出了板组承载力准则和计及板组屈曲后强度的有效截面计算方法。本文采用柱挠度曲线法(CDC法)对冷弯薄壁C型钢压杆进行分析,考虑了初始缺陷(初始弯曲、初始偏心)和节点半刚性的影响,按有效截面设计计算模型,对其受力性能进行分析。
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