基于冷弯薄壁卷边槽钢受压畸变屈曲性能分析

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1、浙江大学硕士学位论文冷弯薄壁卷边槽钢受压畸变屈曲性能分析姓名：王广申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：姚谏20070601摘要冷弯薄壁型钢在建筑行业应用越来越广泛。冷弯薄壁卷边槽钢，因其较封闭截面型钢构件易于加工而受到广泛的欢迎，但其在截面形式上表现为单轴对称，当构件轴心受压时，容易提前屈曲失稳，构件的承载能力未得到充分的发挥。作为控制冷弯薄壁型钢承载能力的主要屈曲模式之一，畸变屈曲逐步受到重视。本文在国内外对畸变屈曲研究成果的基础上，针对课题组提出的沿冷弯薄壁卷边槽钢纵向设置隔板以提高畸变屈曲荷载的新措施，借助有限元软件进行模拟，通过分析发现：与未

2、设置隔板的试件相比，设置隔板试件的畸变屈曲荷载可提高lO％一50％；隔板间距取二分之一畸变屈曲半波长为经济有效的布置方式。最后，为了验证有限元模拟结果，进行了未来试验的设计。关键词：冷弯薄壁卷边槽钢：隔板：有限元；畸变屈曲Abstract’I’hecold-formedthIn-walledchannelcoIumn1susedmoreandmoreintheconstructionindustry,inwhich，thecold—formedthin—walledlippedchannelcolumn．asweknow,becauseproducingo

3、fitiseasierthanthoseinclosesection，isacceptedandusedwidely．Aswenoticethatthesectionshapeofthiskindofcolumnissingle—axialsymmetry,whenitiscompressedunderload，itwilllosestabilitywithdistortingbeforeitsfailurepressure．whichresultsintheunfullyusageofthecapacity．Asoneofseveralprimarydi

4、stortionmodes，distortionalbucklingisreceivingmoreandmoreattentions．Basedontheexistingachievementsaroundtheworldonthedistortionalbuckling，wedecidetoincreaseclapboardsalongacolumntoimprovetheloadcapacity．Inthispapegthefiniteelementmethod(FEM)softwareofABAQUSisused．Accordingtoanalyse

5、s，wehavefoundthatwhentheclapboardspacingisahalfofhalf-wavelengthofdistortionalbuckling，theimpmvementismucheffectiveandtherewillbe10％to50％improvement．IntheendofthispapegitdesignsaseriesofexperimentationtovaIidatetheconclusion．Keywords：cold·-formedthin-·walledlippedchannelcolumn；cla

6、pboard；finite—elementmethod；distortionalbucklingII浙江大学硕士学位论文冷弯薄壁卷边槽钢受压畸变屐曲性能分析第1章绪论1．1冷弯薄壁型钢简介1．1．I冷弯薄壁型钢及其特点冷弯薄壁型钢是一种经济的轻型薄壁钢材，也称为钢制冷弯型材或冷弯型材。它是以l～6mm厚(有些文献认定为3mm以下“1)的钢片、钢带，钢板或扁钢条经冷弯或模压而成，其特点为：1．用钢量省。由于经过多次辊扎以及存在冷弯效应，冷弯薄壁型钢的强度有较大程度的提高，从而，在承受同样荷载的前提下，用钢量较一般普通热轧型钢省，有时还可以做到比同等条件下的钢

7、筋混凝土结构(如大型屋面板)的用钢量少；2．结构重量轻，运输安装方便，可降低结构及基础的造价；3．与截面面积相同的热轧型钢相比，冷弯薄壁型钢回转半径要大50％～60％，惯性矩和截面模量也大为加大，因而更能充分地利用材料的力学物理性能：4．成型灵活性大，可根据不同需要设计出最佳的截面形状。其缺点是；稳定性较差，防腐要求较严，维护费用较高。1．1．2冷弯型钢与热轧型钢的区别l、由于生产方式不同，冷弯型钢由于冷弯而形成残余应力，热轧型钢因为焊接和温度变化而形成残余应力，二者截面残余应力的大小和分布完全不同【21；2、冷弯型钢截面有冷弯效应。冷弯型钢截面材性冷弯后

8、发生变化，弯角处出现冷弯效应，即强度提高、塑性降低；我国的《冷弯薄