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1、冷弯钢构件畸变屈曲1作者:古斯塔沃·蒙泰罗德·巴罗斯2;豪尔赫·内托3;罗伯托·马丁斯贡萨尔维斯4;和马克西米利·玛莉特51发表于在第17届冷弯钢结构国际专业会议;2土木工程,结构工程系,圣地卡洛斯工程学院,圣保罗大学,保罗卡洛斯圣保罗13566-590,巴西,电子邮件:chodraui@sc.usp.br;3教授,结构工程系,圣保罗卡洛斯工程学院,圣保罗大学,圣保罗卡洛斯,圣保罗13566-590,巴西,电子邮件:jmunaiar@sc.usp.br;4副教授,结构工程系,圣地卡洛斯工程学院,圣保罗大学,
2、,圣保罗卡洛斯,圣保罗13566-590,巴西,电子邮件:goncalve@sc.usp.br;5教授,结构工程系,圣保罗卡洛斯工程学院,圣保罗大学,圣保罗卡洛斯,圣保罗13566-590,巴西电子邮件:mamalite@sc.usp.br;注意:讨论开放截止2006年9月1日。单独讨论必须提交给个人论文。为了延长一个月的截止日期,必须向美国总编辑递交书面请求。技术手稿说明,已提交审查并且可能于2004年9月29日出版,于2005年8月23日批准。本技术说明是132卷,4号,2006年4月1日结构工程学报的
3、一部分。副主编:本杰明·谢弗。摘要:冷弯钢构件被广泛采用的钢结构建筑,因为它们比传统的热轧钢构件的重量更轻,更经济。如今高强度低合金钢的容易可用的和可接受的费用,耐候钢,和镀锌钢板是钢构件有了较高的宽/厚比,使他们更容易受到局部屈曲和另一种称为畸变屈曲失稳模式,主要影响有边缘加强筋的钢构件(卷边槽钢,Z型钢,柱帽,柱架等)因此,冷弯型钢设计技术规范的现行版本已经提示过这一现象的重要性和概述程序评估成员的实力基础上畸变屈曲概述程序,例如,由刘和汉考克提出的澳大利亚/新西兰的简化模型标准AS/NZS4600,也
4、通过了巴西标准NBR14762。在这项研究中,分析压缩和弯曲下的卷边槽钢,通过比较通过巴西标准简化模型与弹性分析的有限条法得到的结果,评估简化模型中的应用的一致性和有效范围。DOI:10.1061/(ASCE)0733-944(2006)132:4(636)数据库关键词:冷弯型钢;屈曲;薄壁型材;钢结构引言除了整体屈曲和局部屈曲,屈曲有另一方式,涉及到横截面的变形,这是有边缘加强筋构件的特性,如边槽钢,Z型钢,柱帽,柱架。与畸变屈曲相关的变形部分的形态的一些例子,如图1所示。大多数时候,没有边缘加劲肋的决定
5、性的不是畸变模式,事实上,仅一边支承,故局部屈曲为主。畸变屈曲的特征在于压缩法兰和边缘加劲套转动和可能平移,它改变构件(图1所示)的初始形状,与局部屈曲相反。根据定义,局部屈曲承认由两个板元件连接形成的角(角度)的原来的位置。新的巴西标准NBR14762(巴西技术规范协会2001)采用了由刘和汉考克(1987)提出的“封闭的形式”解决方案中的“澳大利亚”模型,并且纳入到AS/NZS4600(澳大利亚/新西兰标准1996)。这项标准对与其他部分(图2)弹性连接的压缩法兰和边缘加劲肋的稳定性进行了分析,使用计算
6、工具,以评估临界畸变屈曲。值得注意的是,汉考克和刘的公式无法处理由网壳弯曲失稳引起的畸变屈曲现象。Schafer和Peköz演示了如何将汉考克的方法扩展到这种情况下。直接强度法DSM实际上是估计构件的承载能力的另一种有趣的方法(包括所有的屈曲模式)但要求先前使用的提到的评价屈曲应力的一项程序。巴西标准NBR14762(巴西协会2001)通过有效宽度方法(温特方程)分析局部屈曲,类似与AISI规范(AISI2001)。根据AS/NZS4600(澳大利亚/1996新西兰标准)提出的曲线,畸变屈曲随后也应被检查。
7、图1畸变屈曲图2刘和汉考克提出的简化模型虽然AS/NZS4600(澳大利亚/新西兰标准1996)不为简化的模型的使用设置限制,巴蒂斯塔等人(2000)表示,基于使用FSM的数值分析得出结果的比较,此程序可以精确地被应用,通过下面提供(见图3)的几何比率:0.4≤bf/bw≤2.0(简单的卷边槽钢,Z型钢)0.6≤bf/bw≤1.3(普遍的卷边槽钢,柱架部分)基于前述的限制,巴西的标准限制了简化模型的使用。此外,它给出了简单的卷边槽和Z型柱进行压缩或弯曲D/bw的极限值,以确定,是否畸变模式可能是主
8、要的(表1和表2)。通过有限元参数化分析得到了这些数值,比较畸变临界应力的弹性值与局部临界应力值。因此,表1和表2适用于任何屈服应力值(也适用于高强度钢)。需要注意的是由于畸变模式比局部模式具有较低的后屈曲能力,因此即使(σl<σd)畸变模式仍然可以控制的强度。因此,应该知道,表1和2是有用的,但不完全正确。有限元法分析对薄壁钢构件的弹性稳定性分析,有限条法是一个有趣的选择,因为它允许我们识别与受轴向压缩和弯曲构