中短冷弯薄壁轴压构件承载力计算-论文.pdf

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1、第26卷第4期VoI_26，No．42014年8月Aug．2014文章编号：2095—5456(2014)04—0301—05中短冷弯薄壁轴压构件承载力计算周乐1,2a,2b，王军伟，聂晓梅(1．清华大学土木工程系，北京100084；2．沈阳大学a．污染环境治理与区域生态安全重点实验室，b．建筑工程学院，辽宁沈阳110044)摘要：分别基于有效截面法和直接强度法并以各国的规范为例，针对轴心受压构件承载力进行了对比分析，对比得出：有效截面法适用于简单截面的形式，且计算简便，对于复杂截面的形式，其计算形式复杂且准确程度不易保证；对于直接强度法中弹性局部临界屈曲应力的计算

2、，采用解析和数值两种计算方法的结合，这两种计算方法的结合可以解决复杂截面形式的临界屈曲应力的计算问题．在数值计算方法中，对于弹性屈曲临界应力的计算，应用较多的为有限条程序CUFSM，但其受边界约束条件和变截面形式的限制．关键词：冷弯薄壁；轴压；有效截面法；直接强度法；有限条程序中图分类号：TU392．1文献标志码：A近年来，随着我国经济建设的发展，我国建筑复杂化，截面中还可能受到畸变屈曲的影响．行业迅速发展，其中，钢结构在现代化建设中的地对于冷弯薄壁类构件的研究，各国已经取得位正日益突出，在国民经济的各个领域均得到了了一定的研究成果[3]．目前，各国对于薄壁类中大量

3、应用．在建筑行业中，钢结构相比于其他结长柱及短柱受压构件的计算，主要采用有效截面构形式，在使用方面有明显的优点，如：钢材相对法和直接强度法这两种计算方法．我国学者何保于混凝土、砌体以及木材等材料强度高，自重轻，康、周绪红及郭彦林等[49_分别采用有效截面法材质均匀，塑性、韧性好，工业化程度高等．在钢结对C型、槽型以及卷边槽钢进行了分析计算，并构的发展过程中，钢材正在向高强度、延性以及韧取得了一定的研究成果，同时被我国《冷弯薄壁型性优越的方向发展l_2]．由于高强度钢材的出现，构钢结构技术规范》所采用．件截面尺寸得到有效的缩减，由此在设计过程中在国外，直接强度法已被列

4、入规范之中，如北使得薄壁类构件的应用越来越广泛．由于冷弯薄美冷弯型钢结构技术规范NAS及美国规范壁类构件相比于普通热轧类构件更能合理地发挥AISIll。。等．但在我国，直接强度法是在近十年材料的力学性能，以达到节约材料等目的，其在今来为解决复杂类截面的局部屈曲、整体屈曲及畸后的发展应用中将会逐渐替代热轧类构件在部分变屈曲等一系列屈曲形式的计算问题而逐渐被应结构体系中的应用．用的计算设计方法，尚未列入我国规范之中．随着在冷弯薄壁类受压构件的研究中，对于长柱直接强度法在我国实际应用的增多，这种计算方的研究，各国在规范计算方面得到了统一．由于长法加入计算规范中指日可待．本

5、文以有效截面法柱其最终极限状态为整体屈曲，一般根据欧拉临和直接强度法为基础，以各国的钢结构计算规范界应力计算即可．而对于中等级短柱的研究，则一为例，介绍并对比分析了有效截面法和直接强度直是各国学者关注的热点问题，其主要是因为中法的适用范围，以及两种计算方法存在的弊端，并等级短柱的极限状态受局部屈曲或局部与整体相为钢结构设计中薄壁类受压构件的设计提供了参关屈曲的控制，而随着近几年来构件截面形式的考依据．收稿日期：2014—01—13基金项目：国家科技支撑计划资助项目(2O13BAJ15B06)；国家自然科学基金资助项目(51304138)；辽宁省高校优秀人才计划资助项

6、目(LJQ2O1312o)；沈阳市计划资助项目(FI3—159—9一oo)．作者简介：周乐(1978一)，女，辽宁营口人，沈阳大学副教授，博士后研究人员．302沈阳大学学报(自然科学版)第26卷1有效截面法暴委1．1薄壁柱承载力与柱长及宽厚比的关系擗蝎薄壁类受压构件是一类特殊的构件，其柱长疆与构件承载力的关系如图1所示．对于短柱而言，即图1中的阶段①，在此阶段，构件不受整体屈曲的影响，构件承载力只受截面局部屈曲应力和屈服应力的影响．此阶段中，构件在极限状态下最大应力截面进入塑性阶段．对于中等长度构件，即O板件宽厚比图1中的阶段②，构件受局部屈曲、整体屈曲的影图2截面

7、承载力与板件宽厚比关系示意图响或两者相关作用的屈曲的影响，在极限状态下，(柱长、板件厚度为固定值)Fig．2Relationshipschematicofsectionbearingcapacity最大应力截面中应力可能处于弹性阶段或塑性阶andproportionofwidthandthickness段，其构件的承载力计算要分别考虑局部屈曲、整1．2有效宽度法体屈曲以及两者的相关作用后才可以确定．对于有效宽度法起初应用于板件类构件的计算．长柱而言，对应于图1中的阶段③，在极限应力状由于板件类构件的相对宽厚比较大，由板件的局部态下，其截面应力处于弹性阶段，其构件