浅论高强冷弯薄壁型钢轴压构件承载力设计方法研究

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1、⑨申请同济大学工学硕士学位论文高强冷弯薄壁型钢轴压构件承载力设计方法研究(国家标准管理组‘冷弯薄壁型钢结构技术规范}科研专题，合同号：20060842)(而济大学青年教师人选科研项目．编号：0200144014)培养单位：土木工程学院一级学科：土木工程二级学科：结构工程研究生：王树坤指导教师：沈祖炎院士副指导教师：李元齐副研究员=oo七年三月摘要近几十年来，具有优良性能的轻型钢结构体系得到迅速发展，其材料加工工艺也不断提高，材料不断向高强、超薄趋势发展。目前，壁厚小于1．0mm、屈服强度超过550MPa的高强冷弯薄壁型钢材料制作的构件已广泛应用于国外的低层轻钢别墅和

2、冷弯型钢门式钢架体系中。然而，我国现行的<冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018．2002)中还没有适合这种高强、超溥的钢材的相关设计方法。本文主要对高强冷弯薄壁型钢腹板中间加劲的开口c型截面构件和其组合构件进行轴压试验研究，试验内容包括三种不同宽厚比的63个c型截面试件及其中一种常用截面的21个组合试件。同时，对试验构件采用大型通用有限元软件ANSYS有进行模拟分析比较。基于本次试验，参考AISI规范、澳洲规范等国外规范，结合我国现有的冷弯薄壁型钢技术规范，对采用不同计算方法得到的试验构件的承载力进行了对比分析，表明对我国规范中尚未给出相应计算方法的中间加劲板

3、件的有效面积可以利用“等效厚度”处理的方法计算得到。文中还将直接强度法的计算结果与试验结果进行了比较，结果表明直接强度法亦可有效的计算开口c型截面试件的极限承载力。另外，对组合截面构件的承载力的研究表明，组合截面构件的承载力可以比两个单个构件的承载力有一定幅度的提高。最后，依据我国《建筑结构可靠度设计统一标准》规范，对本文中试验构件进行可靠度分析。本文推荐的计算方法完全符合规范中的可靠指标。关键词：高强冷弯薄壁型钢结构；中间加劲板件；有效面积；直接强度法；有限单元法；有限条元法；可靠度。AbstractABSTRACTInrecentdecades．thecold-

4、formedsteels仃ucnlrchasgotrapiddevelopmentforitsexcellentperformance．Wimgreatprogressofnmnufacturingtechnologies．thestrengthofcold-formedsteelincreasedceaselesslyandthethicknessbecomemoreandmoresmall．Thehighstrengthcold—formedsteelmembers，withthicknesslessthan1．OmmandnominalyieldstressO

5、Va"550MPa,arewidelyusedinlow-riseandmulti-storyresidentialbuildingsandportalsteelflamestructuresabroadnow,however,relativedesignmethodsforthesesteelstnlcturehavenotbeenconcludedintheTechnicalCodeofCold．FormedThimWhllSteelStructures(GB50018-2002)。11培mainworkofthispaperistheaxialcompress

6、ionstrengthresearchofthehigh-strengthcold—formedsteelcolumnsincluding63channelcolunmaand21nlake-upsectioncolumns．Besidesexperimentalresearell，theaxiallycompressedmemberswereanalyzedemployingthewidelyusedANSYS，finiteelementsoftware．Basedontheexperimentedinvestigationsandthecalculationfo

7、rmulasproposedinSpecificationfortheDesignofCold-formedSteelS饥lcturalMembers(AISI1996edition)，Cold—formedsteelstnlctures(AS／NZS4600：1996)，etc．，andemployingthedesignequationproposedinTechnicalCodeofCold-FormedTllin—W甜lSteelStructures，thetestedmembersaxialstrengthcalculatedviadifferentm