钢结构（中英文）。
2022年第10期 指南
科研
H型截面压缩弯曲杆的抗扭屈曲能力
周佳1， 佟根殊2
1. 中国建筑西南设计研究院有限公司
2. 浙江大学高性能结构研究所
摘要：开展了H段压弯杆弯曲扭转屈曲承载力计算公式的理论研究，1）对我国、欧美、美国钢结构设计规范中H段压缩弯曲杆的面外稳定性进行了比较，指出了改进的可能性;2）进行了弯曲杆弹性弯曲-扭转变形与初次弯曲和扭转压缩弯曲的二阶分析，在引入初始弯曲与初始扭转的具体关系后，得到了二阶效应放大的弯曲、扭转、弯矩和双弯矩的简单解析表达式。3）分别用单一表达式拟合了H形截面围绕强轴和围绕弱轴的单向压缩弯曲塑性铰状态的强度公式。计算了给定压力下塑性铰状态在双向弯矩作用下的双向弯矩相关性，提出了精度好、安全性稍高的公式。对拟议的公式进行了修改，以考虑双矩的影响;4）参照压杆面内稳定性验算公式的推导方法，利用已知的柱稳定系数公式，得到压杆围绕弱轴的等效初始弯曲，等效初始弯曲综合考虑了塑性发展过程带来的残余应力、初始弯曲和附加挠度增量。5） 引入这种等效的初始弯曲。将面内二阶分析得到的二阶弯矩代入，将面外二阶弯矩和二阶双弯矩代入双向压弯强度计算公式，得到弯曲杆弯曲和扭转屈曲能力的上限解。为了得到与承载力的相关性更接近实际情况，进行了弹性分析得到的面内二阶弯矩、面外二阶弯矩和双弯矩的弹塑性放大，得到了H形截面压缩弯杆的弯曲-扭转屈曲公式，并绘制了一系列曲线。
结果表明：现行GB 50017-2017《钢结构设计标准》中面外稳定性的计算公式偏向于安全性。同时，借鉴了强度相关性和屈曲相关性的插值方法，给出了较为复杂的拟合公式。
关键词： 弯曲-扭转屈曲; 压力弯曲杆;H形截面;二阶效应
资料来源：周佳、佟根书。H型截面压弯杆弯曲扭转屈曲能力[J].钢结构， 2022， 37（10）： 1-23
DOI： 10. 13206/j. gjgS22041701
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箱式快速屋面与传统屋面结构性能的比较研究
赵伟然1， 郑腾腾2， 赵彩奇2， 袁良剑3
1. 连云港供电公司
2. 东南大学土木工程学院
3. 东南大学溧阳市基础设施安全与智能技术创新中心
摘要：提出了一种新型的空间结构，即由轻质高强度铝合金蜂窝板通过特殊连接器拼接而成的五面体或六面体箱形中空结构，既具有拉伸结构“重量轻、强度高”的特点，又吸收了刚性结构的高强度、高刚度的优点。为探究箱式空心屋面与传统屋面相比其结构性能优势，基于铝合金蜂窝板箱式空心屋面承载力试验，研究了箱式空心屋面的力学性能，并利用ANSYS软件建立了两个完全协调耦合的有限元分析模型， 验证了有限元分析模型的有效性。分析了三向网格单层网壳、正面四棱锥双层网壳、无底板五面体箱式空心屋面和带底板六面体箱式空心屋面4种结构的力学性能，并分析了其经济性。
结果表明：铝合金蜂窝板箱式空心屋面连接性能良好，空间整体刚度高;其极限承载力高达结构自重的11倍，稳定承载力约为自重的3.6倍，结构屈曲时的变形很小，挠跨度比仅为1/800。该耦合模型适用于箱式空心屋面结构的有限元分析，在弹性阶段与试验吻合较好，极限承载力仅比试验值高15%，考虑安全系数后可作为结构承载力的设计值。就网壳结构的静力性能而言，带底板的箱形空心结构的跨中挠度值和构件应力比是四者中最小的，表现出较高的承载力和抗变形能力。在控制跨度内挠度值相近的条件下，杆结构网壳的应力比一般大于板式结构的应力比，板式结构的空间力传递更为合理。在网壳结构的经济性方面，对于相同尺寸的网壳，无底板箱的空心网壳结构自重最小，而三向网格单层网壳的建筑空间最大。随着网壳平面尺寸的增加，结构的平均重量减小，建筑空间尺寸的差异越来越大。箱形空心结构在满足结构力学性能的前提下，通过综合考虑建筑空间和结构的自重，可以获得较好的经济性。就网壳结构的动态性能而言，在相同条件下，板式结构的频率一般比杆状结构的频率大，且板式结构具有重量轻、强度高的特点，其质量和刚度的分布比杆状结构更合理。箱式快速屋面的力学性能和经济指标比较优良，但也有各自的适用跨度。无底箱式中空结构适用于跨度小于20 m的网壳，而底箱式镂空结构由于其刚性较大，可适用于跨度为20~30 m的网壳。
关键词： 铝合金蜂窝板; 箱式空屋顶; 传统屋面; 机械性能;经济
资料来源：赵蔚然、郑腾腾、赵彩奇、袁良剑。箱式空心屋面与传统屋面结构性能的比较研究[J].钢结构， 2022， 37（10）： 24-31
DOI： 10. 13206/j. gjgS22052901
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冷弯型加筋高强钢梁力学性能及经济性分析
王伟勇1， 王子琪1， 谭兴奎2， 庞世云1， 黄丹1， 黄永东3
1. 重庆大学土木工程学院
2. 重庆奔驰钢结构有限公司
3. 中国冶金建工集团重庆置业有限公司
摘要：随着炼钢技术的进步，高强钢已逐渐在建筑领域得到应用。与普通钢相比，高强度钢具有节省钢材、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，在压力下容易发生局部屈曲，从而降低了构件的承载能力。加劲肋改变了原板的力学性能和屈曲行为，可以提高加筋板的综合刚度，冷弯加劲肋具有生产方便、加工成本低等优点。
为探究冷弯型半圆加劲肋高强钢梁的力学性能和经济性，采用ABAQUS有限元模型，将两端夹紧、跨中单点荷载的H型钢梁试验结果与试验结果进行对比，验证了有限元模型的准确性。 建立了带翼缘和腹板加劲的H形和箱形截面钢梁的弯曲分析模型。通过选取4种截面尺寸的H型截面钢梁，研究了翼缘加劲对钢梁强度和稳定承载力的影响，并对H型、上翼缘加劲肋和上下翼缘加劲3种截面类型进行了数值模拟，并比较了不同截面形式的钢梁的抗弯强度承载力， 通过改变上下翼缘厚度得到Q355牌号H型截面钢梁极限承载力时的翼缘厚度，得到不同尺寸下相应的钢耗折减比。对H型和箱形腹板中带加劲肋的钢梁截面尺寸进行了优化，在保持截面用钢量不变的情况下增加了翼缘厚度钢结构设计规范 英文，并比较了Q355腹板加劲截面与非加劲H型截面钢梁的抗弯强度承载力与不同优化截面尺寸的比较。通过对截面尺寸的优化，得到了在相同承载力下，加筋高强度Q690钢梁与Q355钢梁相比所用钢量的节省程度。
结果表明：H型钢梁上翼缘外向加劲比内向加劲具有更高的抗弯强度承载力，且翼缘加劲会显著降低整体失稳承载力;相同截面积的Q690钢梁法兰加劲比Q355钢梁的抗弯强度承载力高1倍以上，相同强度承载力的翼缘加劲与Q355钢梁相比，Q690钢梁的用钢量节省50%左右;腹板减薄厚度，在钢量不变的条件下，布置加劲肋以增加翼缘的厚度，钢梁的抗弯强度承载力较高;当H型Q690钢梁采用优化截面时，在承重与Q355钢梁相等的情况下，节约钢材消耗40%左右;当箱形Q690钢梁采用优化截面时，在承载力与Q355钢梁相等的情况下，可节省30%左右的用钢量。
关键词： 冷弯加劲肋; 高强度钢; 机械性能; 有限元;钢材使用量
资料来源：王伟勇、王子琪、谭兴奎、庞世云、黄丹、黄永东。冷弯型加筋高强钢梁力学性能与经济性分析[J].钢结构， 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
张再晨， 贾新娟， 胡晨曦， 莫海钊
中国建筑第四工程局有限公司
摘要：钢结构建筑因其强度高、韧性好、可塑性强、工期短、绿色环保等优点，一直受到现代设计师的青睐。在钢结构的现场安装中，当钢结构的整体吊装完成并施加所有荷载时，就必须进行卸料处理。在大跨度空间管桁架结构的卸荷中，由于管件数量众多，节点形式多样，结构的整体内力复杂多变，构件之间的受力难以确定，如果盲目选择卸荷顺序，则结构的局部应力可能会过大， 造成结构的塑性变形甚至结构破坏，因此确定合理的卸荷顺序就显得尤为重要。
以中海壳牌健康城项目为研究对象，提出了一种空间管桁架结构的卸载方法，并进行了有限元仿真。在卸料过程中，首先进行一次卸料，即一次性拆除非主受力支座，然后进行二次卸料，即逐步卸下主受力支座。考虑到仿真的目的是确定卸料顺序，将支架更换为φ219×10的钢管，并设置为仅作为压缩单元，并在卸料时施加钢管两端的强制位移。确定卸荷顺序主要基于模拟支座反作用力的大小，支座反作用力大的支座优先卸载，具体来说，支座反作用力最大的两组支座为当前卸荷步骤，每个卸荷量为10 mm，每个卸荷步骤计算一次， 根据当前支座反作用力的大小确定下一个卸荷顺序，来回模拟卸荷，直到最终卸荷完成，并将模拟模拟的特定卸荷序列应用于实际施工中作为指导。此外，在整个仿真过程中，直接拆除支撑反作用力为0且无变化或变化不大的支架，不再进行仿真计算。在模拟分析过程中，记录结构构件的应力变化，并标记出应力最大的构件钢结构设计规范 英文，通过构件应力的大小和变化来证明卸荷方法的可行性，这些构件的应力监测也可以在现场的实际卸荷过程中进行， 从而保证了卸料过程中整体结构的稳定性。
仿真过程结果为：支架最大支座反作用力为1033 kN，结构最大挠度为59.27 mm，最大应力为236.40 MPa。
关键词： 空间管桁架;卸载;模拟
资料来源：张再晨、贾新娟、胡晨曦、莫海钊。大跨度空间网架结构常用安装方法及新思路[J].钢结构， 2022， 37（10）： 43-49
DOI： 10. 13206/j. gjgS21100901
设计讨论
钢-混凝土组合梁的刚度
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受弯刚度，发现其由两部分组成：一是楼板和钢梁围绕自身形状芯棒的抗弯刚度，二是作为上弦杆的楼板桁架刚度， 钢梁为下弦杆，螺栓为腹板构件。
关键词： 钢-混凝土组合梁; 等效刚度;挠度
资料来源：佟根书。钢-混凝土组合梁的刚度[J].钢结构， 2022， 37（10）： 50-52
DOI：10. 13206/j. gjgS22092204
钢结构热点分析
本问题：什么是雪荷载敏感结构？
问题介绍：GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》第7.1.2条规定，对于对雪荷载敏感的结构，雪压应以100年重现期为依据
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阿拉伯数字。
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