冷弯薄壁z型钢连续檩条受力性能试验与理论分析

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1、内蒙古科技大学硕士学位论文冷弯薄壁Z型钢连续檩条受力性能试验与理论研究姓名：田春雨申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：赵根田20090601内蒙古科技大学硕士学位论文摘要本文对6根冷弯薄壁型钢Z型截面搭接式两跨连续檩条的弯曲性能进行了试验研究。试件按搭接形式分为两组，每组试件跨度分别取2060mm、1990mm、1870mm，搭接长度分别为180mm、250mm、370mm，占跨度的百分比为8％、12％、19％。本文分析了搭接长度和搭接构造对搭接式两跨连续檩条的影响。利用有限条软件CUFSM，结合冷弯薄壁型钢领域新的设计方法(直接强度

2、法)对两种搭接形式的不同跨度试验檩条进行了极限承载力的求解。计算结果表明：用直接强度法进行冷弯薄壁型钢Z型截面两跨连续檩条计算是合理的，计算数值和试验数值偏差在10％左右。本文还对直接强度法用于冷弯薄壁Z型截面不同跨数连续檩条计算进行了讨论，得出了直接强度法修正计算公式。在试验的基础上，本文应用非线性有限元程序ABAQUS对冷弯薄壁型钢Z型截面搭接式连续檩条受弯构件进行了几何、材料和接触非线性数值模拟分析。对搭接式两跨连续檩条搭接段螺栓、自攻螺栓的接触非线性问题，提出了通过绑定螺栓位置的关键点来耦合线位移的分析方法。从分析结果可以看出这种模

3、拟方法是比较理想的。模拟分析所得到的有限元计算结果与直接强度法计算结果及试验结果三者之间的差别不大，进一步证实了用直接强度法进行冷弯薄壁型钢Z型截面连续檩条计算是合理的。关键词：搭接式连续檩条；直接强度法；有限条法；非线性有限元内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractThebearingcapacitybehaviorofsixcold-formedsteelZsectionlappedcontinuouspurlinsunderbendinghasbeenstudiedinthispaper．Accordingtojoiningform

4、s，specimensaredividedintotwogroups，whosespansareL=2060mm、1990mm、1870mm．Overlappinglengthsare180mm、250mm、370mm．Overlappinglengthandspanpercentagesare8％、12％、19％。Theeffectofoverlappinglengthandconstructionaldetailtolappedcontinuouspurlinshasbeenanalyzed．ThisPaperusesthefinite

5、stripmethodsoftwareCUFSMandthenewdesignmethodincold-formedsteelfield(DirectStrengthMethod)tosolvethespecimens’loadcarryingcapacity．TheresultshowsthatusingDirectStrengthMethodtocalculatethecold-formedsteelcontinuousZsectionpurlins’loadcarryingcapacityisreasonable．Thedeviati

6、onofevaluationandexperimentalvalueisabout10％．Moreover，thispaperusesDirectStrengthMethodtofurtherdiscussthedifferentnumberofspanstofindtherelatedmodifiedformulas．Basedontheexperiment，thefiniteelementprogramABAQUSisappliedtocarryoutthefiniteelementnonlinearanalysisofthecold-

7、formedsteelcontinuousZsectionpurlinsunderbending．Meanwhile，themethodofcouplinglineardisplacementisproposedtosubstitutefortouchingeffectintheself-drillingscrewsintheoverlappingpartoflappedcontinuouspurlins．Theresultsofanalysisshowthatitisidealtousethismethod．Theresultofthef

8、initeelementmethod，theresultoftheDirectStrengthMethodandtheresultoftheexperimentaremuchcl