高强薄壁冷弯卷边槽钢柱承载力计算方法-论文.pdf

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1、第40卷第29期山西建筑Vo1．40No．292014年10月SHANXIARCHITECTUREOct．2014·37··结构·抗震·文章编号：1009—6825(2014)29—0037·02高强薄壁冷弯卷边槽钢柱承载力计算方法★金梦飞刘昕露吕呈孙德发(1．嘉兴学院，浙江嘉兴314001；2．嘉兴学院结构工程研究所，浙江嘉兴314001)摘要：在分析比较有效宽度法(EWM)和直接强度法(DSM)的基础上，以1mm厚Q345冷弯薄壁卷边槽钢柱为例，对其极限承载力进行了较深入的探讨和对比分析，计算与试验结果表明：按GB50018-2002冷弯薄壁型钢结构技术规范计算

2、槽钢柱是可行的。关键词：冷弯薄壁型钢，卷边槽钢，轴压柱，稳定承载力中图分类号：TU392．1文献标识码：A冷弯薄壁型钢作为一种高效、经济、环保型建筑材料，具有截2．1中国规范GB50018．2002的规定面形状合理、力学性能良好、钢材利用率高等特点，随着我国钢产量的不断增加，以及国家对于钢结构住宅产业的大力扶持，冷弯当÷≤18时：=了be(1)薄壁型钢住宅体系在国内蓬勃的发展，在建筑行业尤其是轻钢房屋建设中得到日益广泛的应用。冷弯薄壁卷边槽钢是冷弯薄壁当s<÷

3、边槽钢受压构件的极限承载力当÷≥38时：争=．t(3)理论计算比较复杂，国内外学者主要采用试验和有限元方法对其进行研究。j，但也提出了许多简化的实用设计方法。简化设计计算系数=1．0，压应力分布不均匀系数：1，板件受压区方法中，有效宽度法应用最普遍，已成为各国设计规范的基础。近年来，美国Schafer和Pekoz提出了直接强度法，与有效宽度就=舯法相比，直接强度法是全截面采用有效应力设计板件，且考虑板腹板：件局部屈曲、畸变屈曲和整体屈曲相关影响。目前，该方法已经k=7．8—8．1504-4．350=4(4)被大量的试验数据所证实，并已被列入北美规范NAS2004中，

4、翼缘：。大有取代有效宽度法的趋势。但直接强度法需要依赖有限条一％=5．89—11．590+6．68=0．98(5)或有限元程序计算构件全截面的局部屈曲和畸变屈曲临界应力，受压板件的板组约束系数k。：尚无简单的解析方法，导致了计算上的不方便。本文将在试验的当≤1．1时：基础上，结合有效宽度法和直接强度法，对两端简支冷弯薄壁卷边槽钢柱极限承载力分别采用我国规范GB50018-2002冷弯薄壁k={(6)型钢结构技术规范、欧洲规范Eurocode3(EN1993—1-3)和北美规当>1．1时：范(AISIS100-2007)附录中的直接强度法进行计算与分析，以检验我国规范

5、的适用性。．i}=。-1+(7)1试验概况试件材料为Q345，截面外轮廓尺寸为c14o×43×13×1．0=(8)(中线尺寸为C139×42×12．5×1．0)，长为1000mm，每组测试轴心受压构件的稳定承载力：Ⅳ=A三个试件。试验采用液压试验机，试件直接置于试验机上下两端当考虑板组约束系数，翼缘k=0．781，腹板k。=1．280，其有效板之间，基本满足两端约束条件，试件加载装置和试件变形见图截面面积为121．64mm，计算承载力为26．872kN；当不考虑板组约束I。试件承载力平均值为28．219kN。理论计算取=345N／mm，系数，翼缘k=l_O，腹板k：

6、1．0，其有效截面面积为120．85ⅡⅡn，计f：300N／mm，E=206000N／mm。算承载力为26．697kN。2．2Eurocode3(EN1993一l一3)的规定考虑卷边加劲区域刚度影响，采用截面中线尺寸，截面有效宽度按式(9)计算：b=pb(9)对于卷边槽钢腹板和翼缘：p生——————_=：————一10(10)图1加载装置和试件变形图p：．u～‘A；2有效宽度法对于槽钢卷边：收稿日期：2014—08—06★：嘉兴学院SRT项目；国家级大学生创新创业训I练计划项目(项目编号：201310354010)作者简介：金梦飞(1992一)，女，在读本科生i刘听

7、露(1992一)，女，在读本科生；吕呈(1993．)，男，在读本科生孙德发(1969一)，男，副教授第40卷第29期·38·2014年10月山西建筑限承载力。采用我国规范GB50018—2002冷弯薄壁型钢结构技术规范、欧洲规范Eurocode3(EN1993—1—3)、北美规范(AISISIO0—2007)附录中的直接强度法与试验值对比见图2。28．5厂堇28}_一27．5槲2726．5板厚(不包括涂层)；k为板件屈曲系数；s=26经计算，其有效截面面积为120．07，计算承载力为28．0(36kN。。————匿GB50018(kt=1．0)AISIS100—