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国内对冷弯薄壁C型钢研究成果
2015-10-20


对冷弯薄壁型钢偏心受压构件进行试验研究和理论分析。采用高强冷弯薄壁型钢,通过对67根不同截面形式、不同厚度、不同长细比和不同偏心方式的组合截面的压弯构件进行试验研究得到以下结论:局部屈曲和畸变屈曲对高强冷弯薄壁型钢偏压柱影响很大,组合截面构件由于构件的相互约束作用,承载力比单肢C型钢构件提高10%20%,我国规范仅考虑了局部屈曲的影响,对发生畸变屈曲的构件计算结果偏于不安全,同时通过试验结果分析,并结合中国规范和澳洲规范,考虑畸变屈曲对构件的影响,对于组合截面的高强冷弯薄壁型钢偏压构件的稳定承载力提出建议计算方法,采用建议计算方法的计算结果与试验结果吻合较好,压弯构件组合截面形式及破坏现象。


66根冷弯薄壁型钢试件进行偏压试验,截面形式为组合I形截面,C型钢腹板相靠通过自攻螺钉连接组合而成,试件的设计失稳形式包括绕强轴失稳和绕弱轴失稳两种方式,试件的最终破坏模式为弯曲失稳,多在端部或接近端部处破坏,并对组合I形截面的承载力计算模式提出建议:当组合I形截面的连接自攻螺钉能够保证双柱C型钢腹板共同工作时,可以将其腹板简化为厚度为2tt为组成开口C形截面的腹板厚度)厚度的板件计算组合截面的有效面积,进而按我国现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)的相关设计计算方法计算其偏压极限承载力,考虑板组约束系数影响。


一种翼缘卷边的工形截面薄壁构件,由于翼缘板有卷边的加强作用,极大的提高了局部屈曲荷载,从而使翼缘板可以不受板件宽厚比限制的约束,能够获得比较好的经济效益。对卷边工形构件在压弯荷载作用下的稳定承载力设计理论、局部稳定性能以及经济性能进行分析,得出以下结论:试件的宽厚比、长细比对试件的极限承载力有显著影响,根据有限元数值分析结果,建立了卷边工形压弯构件相关稳定设计公式,以构件的几何参数如截面宽高比、腹板高厚比、翼缘宽厚比和长细比为自变量,统一了构件发生强度破坏、局部失稳破坏、畸变失稳破坏、整体失稳破坏及相关失稳破坏的设计方法;用钢量相同的情况下,在压弯荷载作用下,卷边工形构件的用钢量比工形构件可提高30%以上,承载力相同的情况下,卷边工形构件的用钢量比工形构件的用钢量能减少30%,尤其对于平面外稳定控制的压弯构件更为有利。试件截面形式、局部屈曲破坏。

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