冷彎薄壁C型鋼雙向偏心受壓構(gòu)件穩(wěn)定性能研究.pdf

1、冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題異常復(fù)雜。先后經(jīng)歷了兩個研究階段，有效截面法階段和直接強度法階段。目前世界各國的冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范多采用有效截面法對構(gòu)件承載力進行計算，該方法建立在板件具有屈曲后強度上，而且考慮板件發(fā)生局部屈曲對桿件整體屈曲相關(guān)影響，采用部分有效截面進行強度和穩(wěn)定驗算，并不能考慮構(gòu)件的畸變屈曲性能。有效截面法在運用過程中，確定有效寬度及其幾何特性是較為復(fù)雜的過程，特別是對于截面形式復(fù)雜的構(gòu)件計算將更加困難，目前冷彎薄壁型

2、鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，板件厚度更薄、屈服強度更高、板件中間加勁、復(fù)雜截面形式等，使得畸變屈曲通常起控制作用，有效截面法逐漸顯示出不足之處。而直接強度法（Direct Strength Method,簡稱DSM）則采用全截面計算各類參數(shù)，對強度進行折減，不必對截面中的每個板件進行有限寬度和有效截面特性的計算，其能夠考慮各種單獨屈曲模式及其相關(guān)屈曲對構(gòu)件穩(wěn)定性能的影響。該方法代表了冷彎薄壁型鋼的設(shè)計方法的發(fā)展方向，仍需進行大量的理論分析和試驗研究工

3、作，目前該方法僅能計算簡支軸壓柱和簡支純彎梁的極限承載力，對于壓彎構(gòu)件特別是雙向壓彎構(gòu)件的承載力計算還有待研究。
　　本文采用試驗研究與有限元分析相結(jié)合的方式對冷彎薄壁C型鋼雙向偏心受壓的穩(wěn)定性能、極限承載力及基于P-M1-M2關(guān)系的直接強度法公式應(yīng)用進行了研究；避開計算繁雜的有效截面法，提出了適用于冷彎薄壁 C型鋼雙向偏壓構(gòu)件承載力的計算方法。主要內(nèi)容和結(jié)論如下：
　?、偻瓿闪送环N截面形式、兩種構(gòu)件長度共52根試件的雙向

4、偏心受壓試驗，研究試件長度和偏心位置對構(gòu)件穩(wěn)定性能、破壞模式的影響規(guī)律。試驗結(jié)果表明雙向偏心受壓構(gòu)件破壞時的變形由板件的局部凸曲、翼緣卷邊組合體的轉(zhuǎn)動和構(gòu)件的整體彎曲變形組成。在幾何尺寸相同的條件下，正偏心構(gòu)件最終都發(fā)生畸變失穩(wěn)并伴隨著整體彎曲；負偏心構(gòu)件中，繞強軸偏心距較小時，破壞模式以局部失穩(wěn)為主并伴隨整體彎曲，隨著繞強軸偏心距的增大，破壞模式逐步向以局部屈曲和畸變屈曲同時出現(xiàn)的失穩(wěn)模式轉(zhuǎn)變并伴隨著整體彎曲；隨著構(gòu)件長度的增加，相同

5、偏心位置的構(gòu)件承載力降低，伴隨著的整體彎曲現(xiàn)象更加明顯；偏心距的方向和大小對試件的極限承載力有顯著影響。
　　②對冷彎薄壁C型鋼雙向偏心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性能和承載力進行了有限元參數(shù)模擬分析。首先，依據(jù)試驗結(jié)果對有限元模型的合理性和有效性進行了驗證。以此為依據(jù)，將該有限元模型應(yīng)用到參數(shù)分析中，通過變化各類截面幾何參數(shù)和構(gòu)件長度及偏心距位置考察了其對構(gòu)件失穩(wěn)模式以及承載力的影響規(guī)律，對試驗研究成果進行了補充。研究表明偏心距位置和構(gòu)件厚度

6、對構(gòu)件失穩(wěn)模式和承載力的影響最為顯著，在繞弱軸方向為正偏心距時，構(gòu)件主要發(fā)生畸變失穩(wěn)，并伴隨著整體彎曲，構(gòu)件越長，伴隨著的整體彎曲越明顯；在繞弱軸方向為負偏心距時，繞強軸方向的偏心距較小時，構(gòu)件主要發(fā)生局部屈曲，并伴隨著整體彎曲，隨著繞強軸方向偏心距的增大，構(gòu)件逐漸以畸變失穩(wěn)為主要破壞模式；承載力受繞弱軸方向偏心距影響較大，偏心距的增大承載力降低；厚度對構(gòu)件的承載能力影響較大；卷邊的長度對發(fā)生畸變屈曲構(gòu)件的承載力影響較大。
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