冷弯薄壁钢柱在一致升温情况下失效分析

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1、上海大学硕士学位论文摘要本文采用ANSYS软件对在一致升温情况下的冷弯薄壁短柱进行有限元数值模拟分析。分析结果表明：随着温度的升高，理想短柱的极限承载力退化速度高于材料极限强度在高温下的下降速度，低于钢材弹性模量高温软化速度。通过对不同宽厚比短柱以及不同长细比短柱的高温下失效分析表明：柱截面的宽厚比不仅对柱极限承载力影响很大，而且影响柱在高温下的极限承载力退化速度；长细比对短柱在高温下的极限承载力退化速度影响较小。拟合了不同温度下随缺陷增加柱极限承载力系数退化曲线和通过对比具有初始局部缺陷柱与理想柱的极限承载力，给出了升温过程中具有初始局部缺陷柱相对

2、于理想轴压柱的极限承载力修正系数曲线，得到虽然缺陷对柱极限承载力影响很大，但是升温过程中缺陷对柱极限承载力退化速度影响很小的结论。由于宽厚比对柱极限承载力退化速度影响很大，所以本文还给出一系列不同宽厚比柱的极限承载力高温退化曲线。最后由本文求出的柱高温下极限承载力退化系数曲线，本文给出了冷弯薄壁短柱抗火设计和验算方法，设计结果符合《国家钢结构防火涂料应用技术规范》。关键词：冷弯薄壁结构；抗火：局部缺陷V上海大学硕士学位论文AbstractAfinite·-elementnumericalsimulationiscarriedoutoncold-for

3、medrectangularhollowsectionconcentriccompressionshortcolumnsatuniformelevatedtemperaturesinthispaper．Itisshownthatthedescentvelocityofultimateloadofidealshortcolumnislowerthanthedescentvelocityoftheultimatestrengthandhigherthanthatofelasticmodulusofsteelatthehiglltemperature．Th

4、eresultsshowthattheratiosofplatewidthtothicknesshaveabiggereffectonthedescentvelocityoftheultimate10adofshortcolumn，andtheslendernessratiohasasmallereffectonthatatuniformelevatedtemperatures。Throughfittingtheelltwcsoftheimperfectionsandthedescenteoe佑cientofultimateloadatsometem

5、perature，ithasbeenknowntheimperfectionshaveaconsiderableinfluenceonthedescentvelocityoftheultimateloadofshortcolumn．WhileBycomparingtheultimateloadsbetweeninitiallocalimperfectioncolumnandidealcolumn,tilecurveofmodifiedcoefficient，aboutultimateloadbfinitiallocalimperfectioncolu

6、mntoidealconcentriccompressionshortcolumncouldbeobtained，andtheresultcouldbedrawnthattheimperfectionshavesolittleeffectonthedescentcoefficientofultimateload．ForthereasonoftheratiosofplatewidthtothicknesshaveabiggereffectOnthedescentvelocityoftheultimateloadofshortcolumnAserieso

7、ftheCUrVesofthedescentcoefficientofultimateloadwasgiveninthispaper．Thispaperpresentsthemethodforthecold-formedthin-wallshortcolumnsfh'eresistancedesignandcheckingcomputationsbytheCurvesofthedescentcoefficientofultimateloadathightemperature．Acasestudyisusedtoillustratethedesignr

8、esultsofthesimplifiedmethodconformtheRegulationofAppli