考慮初始缺陷的中厚壁冷彎鋼管柱極限承載力研究.pdf

1、傳統(tǒng)意義上的冷彎薄壁型鋼,其鋼板厚度不宣大于6mm.但隨著冷彎型鋼應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大、生產(chǎn)工藝的提高和鋼材材質(zhì)、防腐涂料的改進(jìn),目前我國(guó)已能生產(chǎn)厚度大于6mm的中厚壁冷彎型鋼.中厚壁冷彎型鋼不僅具有薄壁型鋼的優(yōu)點(diǎn),且當(dāng)作為軸心壓桿時(shí),其軸壓承載能力有很大的提高,在輕鋼結(jié)構(gòu)中有著廣泛的應(yīng)用前景.但目前有關(guān)中厚壁冷彎型鋼軸心壓桿的試驗(yàn)和理論研究十分有限,更沒有專門的設(shè)計(jì)規(guī)范.《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》(GB50018-2002)僅適用于鋼

2、板厚度不大于6mm冷彎型鋼,且軸心壓桿的整體穩(wěn)定系數(shù)仍沿用了基于邊緣屈曲準(zhǔn)則的Perry公式,并結(jié)合164根各種截面的柱構(gòu)件試驗(yàn)結(jié)果來(lái)確定,對(duì)構(gòu)件的初始幾何缺陷、冷彎殘余應(yīng)力、鋼材冷彎效應(yīng)等因數(shù)并未進(jìn)行綜合考慮.《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)一般針對(duì)熱軋型鋼截面或焊接組合截面的構(gòu)件,是否適用于中厚壁冷彎型鋼還不得而知.因此有必要對(duì)中厚壁冷彎型鋼軸心受壓構(gòu)件的極限承載力進(jìn)行研究,為中厚壁冷彎型鋼的設(shè)計(jì)提供初步的理論依據(jù)和參

3、考.本文以壁厚8~12mm的冷彎方型管和矩型管為研究對(duì)象,運(yùn)用Ansys有限元軟件,在綜合考慮了冷彎殘余應(yīng)力、初始幾何缺陷及鋼材冷彎效應(yīng)的基礎(chǔ)上,對(duì)其軸壓極限承載力進(jìn)行了分析和計(jì)算,得出相應(yīng)的柱子曲線,并與《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》和《鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范》的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,提出了中厚壁冷彎型鋼軸心壓桿穩(wěn)定系數(shù)的初步確定方法.同時(shí)還將中厚壁冷彎鋼管柱與截面積相同或相近的H型鋼柱,從局部屈曲荷和載極限承載力進(jìn)行了對(duì)比分析,得出相關(guān)的結(jié)論,為柱構(gòu)