純彎荷載作用下冷彎薄壁斜卷邊Z形檁條的性能研究.pdf

1、冷彎薄壁斜卷邊Z形檁條構(gòu)件具有重量輕、用料省、可嵌套、便于運(yùn)輸和堆放的特點(diǎn)，目前，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)建筑與住宅建筑中。與傳統(tǒng)的C、Z形檁條相比，斜卷邊Z形檁條由于在構(gòu)件的連接處可以實(shí)現(xiàn)嵌套和搭接，大大增強(qiáng)了檁條的剛度，減小了撓度，因此，可以實(shí)現(xiàn)更大的跨度、承擔(dān)更大的荷載。
　　目前，在計(jì)算冷彎薄壁受彎構(gòu)件的彈性臨界應(yīng)力時(shí)，通常采用有限條法。但是，有限條法計(jì)算過程復(fù)雜，對于斜卷邊檁條的計(jì)算與簡化公式也比較少見。而在設(shè)計(jì)過程中，各國

2、規(guī)范普遍采用有效截面法，考慮了構(gòu)件有效截面的折減和一定的屈曲后強(qiáng)度。我國現(xiàn)行輕鋼規(guī)范GB50018-2002在設(shè)計(jì)過程中也采用了有效截面法，但卻缺少對于斜卷邊構(gòu)件的相關(guān)條款，卷邊彎折角度的影響在規(guī)范中并沒有得到考慮。
　　本文首先使用有限條法，利用MATLAB軟件，實(shí)現(xiàn)了對斜卷邊Z形檁條的截面優(yōu)化，并計(jì)算得到了斜卷邊Z形檁條的最合適卷邊長度。根據(jù)Hancock模型，分別計(jì)算了工程范圍內(nèi)卷邊彎折角度為45°、60°、75°和90°四

3、種情況下各種截面尺寸構(gòu)件的局部屈曲臨界應(yīng)力與畸變屈曲臨界應(yīng)力，并回歸得到了工程范圍內(nèi)，局部屈曲與畸變屈曲臨界應(yīng)力的簡化計(jì)算公式。
　　同時(shí)，本文使用有限元法，通過Abaqus軟件，建立了斜卷邊Z形檁條的屈曲半波長度有限元模型，進(jìn)行了特征值屈曲分析與非線性分析。研究了斜卷邊Z形檁條的前20階屈曲模態(tài)、不同初始缺陷間的相互作用與影響以及斜卷邊Z形檁條的屈曲后強(qiáng)度與極限彎矩，給出了構(gòu)件極限應(yīng)力的計(jì)算方法及斜卷邊Z形檁條的建議設(shè)計(jì)過程。通