肢拼合冷弯薄壁型钢截面立柱轴压性能试验研究及数值分析

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1、四肢拼合冷弯薄壁型钢截面立柱轴压性能试验研究及数值分析杨东华1，2周天华1聂少锋1吴函恒1(1．长安大学，陕西西安710061;2．西部机场集团，陕西西安710075)摘要:对不同长细比的8根四肢拼合冷弯薄壁型钢截面立柱的轴压性能进行试验研究，在试验研究的基础上建立考虑材料、几何和接触非线性的有限元模型，并通过对试验试件的数值模拟，验证有限元方法的正确性。采用数值方法分析长细比、连接螺钉间距、截面翼缘宽厚比对四肢拼合冷弯薄壁型钢截面立柱轴压性能的影响。结果表明:试件最终破坏均呈现局部屈曲和畸变屈曲的破坏模式;四肢拼合冷弯薄壁型钢截面立柱的轴压

2、性能具有“1×4≥4”的拼合效应;随着长细比的增大，四肢拼合立柱的最大承载力和刚度逐渐降低;当螺钉间距在150～450mm之间变化时，四肢拼合立柱的最大承载力和刚度变化不大;减小四肢拼合立柱截面的翼缘宽厚比，可以显著提高其最大承载力。关键词:冷弯薄壁型钢;四肢拼合柱;试验研究;轴压性能;数值分析中图分类号:TU392．1文献标识码:A文章编号:1000-131X(2012)01-0077-09Experimentalstudyandnumericalanalysisofthebehaviorofcold-formedsteelquadrupl

3、e-Cbuilt-upsectionmembersunderaxialcompressionZhouTianhua1YangDonghua1，2NieShaofeng1WuHanheng1(1．Chang’anUniversity，Xi’an710061，China;2．ChinaWestAirportGroup，Xi’an710075，China)Abstract:Eightspecimensofquadruple-Cbuilt-upsectioncold-formedsteelcolumnswithdifferentslenderness

4、ratiosweretestedunderaxialcompressionload．Theloadbearingcapacityofthespecimenswasanalyzed．Thefiniteelementmodelsinvolvinggeometricnonlinearity，materialsnonlinearityandcontactmechanicswerepresented．Theresultsoffiniteelementmethod(FEM)areclosetothosefromthetests，provingthatth

5、eFEMisreasonable．Factorsthatinfluencethebehaviorofmembersunderaxialcompression，includingslendernessratio，spacingofscrewsandthewidth-thicknessratio，werestudied．Theresultsshowthatthefailuremodesofallspecimensarelocalbucklinganddistortionalbuckling，andtheaxialbearingcapacityof

6、quadruple-Cbuilt-upsectionmembersisfourtimesmorethanthatofsingleC-sectionones．Theaxialbearingcapacityandstiffnessofthequadruple-Cbuilt-upsectionmembersdecreaseastheslendernessratioincreases．Theeffectofthespacingofscrewsfrom150mmto450mmontheaxialbearingcapacityandstiffnessof

7、quadruple-Cbuilt-upsectionmembersisinsiginificant．Theultimateaxialbearingcapacityofquadruple-Cbuilt-upsectionmembersincreasewhenwidth-thicknessratioofflangedecreases．Keywords:cold-formedsteel;quadruple-Cbuilt-upsectionmembers;experimentalstudy;axialcompressionbehavior;numer

8、icalanalysisE-mail:niesf126@126．com体系中的主要承重构件，常用于墙体骨架、墙体边角处和门窗洞口边柱等其他需要加强的部位［1-2］。