冷弯薄壁型钢多卷边组合柱受力性能研究

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1、学校代码：10286分类号：TU392密级：公开UDC：624学号：150935冷弯薄壁型钢多卷边组合柱受力性能研究研究生姓名：王永标导师姓名：尹凌峰副教授申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称土木工程论文答辩日期2018年05月31日二级学科名称结构工程学位授予日期2018年月日答辩委员会主席周臻评阅人S005193-1S005193-22018年6月6日硕士学位论文冷弯薄壁型钢多卷边组合柱受力性能研究专业名称：结构工程研究生姓名：王永标导师姓名：尹凌峰ResearchontheCompressionB

2、ehaviorofBuilt-upCold-formedMulti-rollLippedChannelColumnsAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYWangYong-biaoSupervisedbyAssociateProfessorYinLing-fengSchoolofCivilEngineeringSoutheastUniversityMay2018东南大学学位论文独创性声明本人声明

3、所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄，除了文中特别加以标注和致谢的地方外成果。尽我所知，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。土‘相、研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公

4、司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本一人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。：导师签名日研究生签名：＾０＿崎办摘要冷弯薄壁型钢多卷边组合柱受力性能研究摘要近年来，随着“装配式建筑”的提出，钢结构在建筑行业得到迅速发展。相比热轧钢材，冷弯薄壁型钢具有构件轻巧、截

5、面多样化等特点，具有很大的应用价值。本文借鉴钢框架结构体系及轻钢龙骨体系的特点，构建了适用于多层或高层结构住宅的新型组合截面冷弯薄壁型钢框架结构体系，提出适用于该体系具有高承载能力的多卷边组合闭口截面立柱，并结合CUFSM有限条软件对立柱截面抵抗局部和畸变屈曲的能力进行优化，基于优化截面，开展了多卷边组合柱受力性能试验研究，建立了模拟多卷边组合柱受力过程的精确有限元分析模型，并对影响多卷边组合柱屈曲性能的长细比、宽厚比、螺栓间距、偏心受力状态等关键因素进行了参数化分析。最后，提出了适用于多卷边组合柱轴心受压与偏心受压状

6、态下屈曲承载力的直接强度法计算公式。通过上述研究，主要结论如下：（1）多卷边组合闭口截面，由四个相同的冷弯薄壁型钢柱肢通过加入垫板，采用高强螺栓连接的方式组合而成。通过CUFSM有限条软件进行优化后的多卷边组合截面抵抗局部屈曲、畸变屈曲的性能优越。采用该截面形式的多卷边组合柱具有重量轻、承载力高的特性，适合应用于多层框架住宅中。（2）试验结果表明：偏心方向对多卷边组合柱试件的破坏模式影响很大，在弱轴上偏心时试件发生局部压溃的现象，未发生整体弯曲，而轴心受压、强轴上偏心和双向偏心受压试件则发生整体侧向弯曲破坏；多卷边组合

7、柱除破坏截面外的其余区域未出现明显的板件鼓曲的局部屈曲现象。（3）长细比、宽厚比、螺栓间距和偏心受力状态等因素对多卷组合柱的屈曲模式、初始刚度和极限承载力影响较大。尤其，立柱的截面利用率随板件宽厚比的减小而提高，当板件宽厚比在21.1~25.0范围时，截面利用率达到最大并趋于稳定；与完全连接截面相比，螺栓间距越大，其极限承载力下降越多，以螺栓间距为500mm时的屈曲承载力为基准，给出了轴压试件承载力与螺栓间距、长细比相关的修正系数β；立柱极限承载力随偏心距的增大而降低，偏心距相同时，随偏心角的增大而提高。（4）北美规范

8、（AISIS100-2012）中直接强度法公式对常用范围内的轴心受压多卷边组合柱整体屈曲承载力计算偏于不安全，依据分析结果，给出了修正系数γ；对于绕强轴、弱轴受弯的多卷边组合柱，北美规范对螺栓间距为500mm时的整体屈曲承载力计算结果与实际符合较好，不需要修正，并以此为基准，提出了多卷边组合柱绕强轴、弱轴受弯屈曲承载力与螺栓间距相