复杂卷边槽钢轴压构件的承载力与计算方法研究

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1、复杂卷边槽钢轴压构件的承载力与计算方法研究摘要对于冷弯薄壁型钢的研究，研究的关键是稳定问题。现今高强、超薄钢材得到了更为普遍的应用，为了使冷弯型钢截面的稳定性提高，出现了许多复杂的新型截面形式，冷弯薄壁复杂卷边槽钢就是一种新型截面形式。目前，对于这类新型截面形式轴压固支构件稳定性能的研究还不多见。目前关于冷弯薄壁型钢构件极限承载力的计算方法，国内外的相应规范均采用有效截面法。然而，该法没有精细的考虑截面畸变屈曲对构件稳定性的不利影响，且有效截面的确定及几何特性的计算过程繁琐。近些年来，一种全新的冷弯薄壁构件极限承载力的计算方法—直接强度法(DirectStrengthMethod

2、，简称DSM)得到了大量国外学者的研究，该法可以有效地补充有效截面法的不足。但直接强度法目前仅能解决一些特定的边界条件和截面形式的构件计算。对于一些新型的截面形式构件，相应的研究报导还较少见，冷弯薄壁复杂卷边槽钢轴心受压构件就包括其中。针对前述问题，本文对冷弯薄壁复杂卷边槽钢轴压固支构件的破坏模式、极限承载力及其影响参数进行了细致的研究，且在此基础上将冷弯薄壁复杂卷边槽钢轴压固支、简支构件的极限承载力的计算方法进行了一系列细致的研究。研究内容如下：应用有限元分析软件，对冷弯薄壁复杂卷边槽钢轴心受压固支构件的破坏模式和极限承载力进行了大量的参数分析。通过变换截面形式、构件长细比、板

3、件宽厚比等参数,研究了上述轴压固支构件的稳定性能，得出了各参数对构件失稳模式、极限承载力等特性的影响规律。对于轴压固支构件以上述参数分析结果为依据，结合我国的实际情况进行了冷弯薄壁复杂卷边槽钢轴压固支构件极限承载力的直接强度计算方法研究，并建立与之相适应的DSM计算公式。对于轴压简支构件以前人的研究分析结果为基础，继续深入研究了复杂卷边槽钢轴压简支构件极限承载力的直接强度计算方法，优化其DSM计算公式。结合上述轴压固支构件及轴压简支构件极限承载力直接强度法的研究结果，建立了适合工程实际的冷弯薄壁复杂卷边槽钢轴压构件(简支和固支)极限承载力的直接强度法统一计算公式。关键词:复杂卷边

4、槽钢;轴压构件;稳定性能;极限承载力;直接强度法AbstractThestabilityisacriticalproblemforthestudyofcold-formedthin-walledsteelstructures.Nowadays,withtheuseofsteelplatesofthehighstrengthandthinnerthickness,manynewcomplicateshapedsectionsareusedtoimprovethestabilitybehavior.Cold-formedthin-walledsteelchannelwithcompl

5、exedgestiffenerssectionisjustoneofthem.Atpresent,thestudyaboutthestabilitybehaviorofthememberswiththissectionunderaxialpressureisrare.74Now,theeffectivesectionmethodisadoptedtocalculatetheloadcarryingcapacityofcold-formedthin-walledsteelmembersathomeandabroad.However,thismethoddoesnottakethei

6、nfluenceofdistortionalbucklingonstabilityofmemberscarefullyintoconsiderationandit’sveryfussytocalculatetheeffectivesectionanditsgeometricproperties.Inrecentyears,DirectStrengthMethod(DSM),anewcalculatingmethodfortheloadcarryingcapacityofcold-formedthin-walledsteelmember,isstudiedbyalargenumbe

7、rofforeignscholars.Thismethodcaneffectivelymakeupforthelackoftheeffectivesectionmethod.Butthismethodonlycancalculatesomecertainsectionshapeswithsomespecificboundaryconditiongs.ThestudyandreportabouttheuseoftheDSMonthememberswithnewsectionshap