四肢拼合冷彎薄壁型鋼截面立柱軸壓承載力性能研究.pdf

1、四肢拼合冷彎薄壁型鋼截面立柱是由四根單肢C型冷彎薄壁型鋼基本構(gòu)件通過自攻自鉆螺釘拼接而成的一種承重構(gòu)件。本文采用試驗(yàn)和數(shù)值分析兩種方法，對(duì)四肢拼合冷彎薄壁型鋼截面立柱的軸壓承載力性能進(jìn)行了研究，并提出了建議設(shè)計(jì)方法。
　　 首先，對(duì)不同長(zhǎng)細(xì)比的單肢C型基本構(gòu)件及四肢拼合截面構(gòu)件進(jìn)行了軸壓承載力試驗(yàn)研究。詳細(xì)介紹了試驗(yàn)裝置、試驗(yàn)方法、試件破壞過程及對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析等。依據(jù)試驗(yàn)，考察了四肢拼合冷彎薄壁型鋼截面軸壓柱的受力機(jī)理及破壞模

2、式。試驗(yàn)結(jié)果表明：四肢拼合截面軸壓柱構(gòu)件具有“1×4≥4”的拼合效應(yīng)。
　　 然后，采用ANSYS有限元程序?qū)鋸澅”谛弯撦S壓柱進(jìn)行數(shù)值模擬分析。建立了考慮幾何非線性、材料非線性以及接觸問題的冷彎薄壁型鋼軸壓柱有限元模型。將有限元分析與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證有限元模型的正確性。在此基礎(chǔ)上，對(duì)四肢拼合軸壓柱有限元模型進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化，并對(duì)長(zhǎng)細(xì)比、螺釘間距、截面翼緣寬厚比等影響因素進(jìn)行參數(shù)分析，結(jié)果表明：減小長(zhǎng)細(xì)比及截面翼緣寬厚比可以

3、顯著提高四肢拼合冷彎薄壁型鋼截面立柱軸壓承載力；連接螺釘間距在150mm～450mm之間變化時(shí)，對(duì)四肢拼合柱軸壓承載力影響不大，可以保證其整體協(xié)同工作性能。
　　 最后，在試驗(yàn)及數(shù)值分析的基礎(chǔ)上，對(duì)四肢拼合冷彎薄壁型鋼截面立柱軸壓承載力的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了探討。提出了適合四肢拼合冷彎薄壁型鋼截面立柱軸壓承載力計(jì)算的計(jì)算長(zhǎng)度折減法和拼合效應(yīng)修正法，通過與有限元結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析，驗(yàn)證了這兩種方法的可行性。最終以GB50018-2