冷彎薄壁卷邊槽鋼屈曲承載力計(jì)算直接強(qiáng)度法

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1、摘要冷彎薄壁卷邊槽鋼普遍用于梁柱結(jié)構(gòu)，隨著冷彎型材材料屈服強(qiáng)度不斷提高，冷彎型材的厚度越來(lái)越薄，一種新的控制冷彎薄壁型鋼承載力的屈曲形式-畸變屈曲逐步受到重視?；兦袆e于局部屈曲和整體屈曲，對(duì)于畸變屈曲現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GB50018-2002）（以下簡(jiǎn)稱GB50018）還無(wú)相應(yīng)計(jì)算規(guī)定。GB50018采用傳統(tǒng)的有效寬度法計(jì)算局部屈曲，有效寬度法在板件寬度折減計(jì)算方面比較復(fù)雜。直接強(qiáng)度法（DirectStrengthMethod）(以下簡(jiǎn)稱DSM)是一種新的冷彎薄壁型鋼設(shè)計(jì)方法，DSM采取折減構(gòu)件強(qiáng)度的方法，不需要確定截面的

2、有效寬度，只需按全截面特性進(jìn)行計(jì)算。DSM能用于局部屈曲和畸變屈曲的計(jì)算。彈性局部屈曲臨界應(yīng)力f、彈性畸變屈曲臨界應(yīng)力f的計(jì)算是DSM的關(guān)鍵，目前,針對(duì)f、f較olodolod好的計(jì)算方法是通過(guò)數(shù)值法獲得其近似解，其中尤以有限條法用得最多。利用DSM可用于計(jì)算畸變屈曲的特點(diǎn)，解決DSM中f、f計(jì)算不便的問(wèn)題，就能有效簡(jiǎn)化相關(guān)olod設(shè)計(jì)工作。為此，本文先運(yùn)用有限條計(jì)算程序CUFSM計(jì)算f、f。然后通過(guò)DSM計(jì)算局olod部屈曲和畸變屈曲。再利用DSM按全截面特性計(jì)算的特點(diǎn)計(jì)算出卷邊槽鋼翼緣屈曲應(yīng)力，為與GB50018中的板組約束系數(shù)相區(qū)別，提出綜合系數(shù)

3、k的概念，最后利用經(jīng)典1D的單板穩(wěn)定計(jì)算公式由翼緣屈曲應(yīng)力反算出k。1D本文針對(duì)GB50018所附冷彎薄壁卷邊槽鋼截面形式，按上述步驟分別計(jì)算軸壓柱局部屈曲的k和純彎梁畸變屈曲的k，在大量計(jì)算的基礎(chǔ)上，分別擬合出冷彎薄壁卷1D1D邊槽鋼軸壓柱可靠支撐條件下考慮局部-整體相關(guān)屈曲影響截面翼緣綜合系數(shù)k計(jì)1D算公式、冷彎薄壁卷邊槽鋼純彎梁考慮畸變屈曲影響截面翼緣綜合系數(shù)k計(jì)算公1D式。對(duì)于前一個(gè)計(jì)算公式考慮任意整體穩(wěn)定系數(shù)，進(jìn)一步擬合出任意整體穩(wěn)定系數(shù)?條件下的冷彎薄壁卷邊槽鋼軸壓柱考慮局部-整體相關(guān)屈曲影響截面翼緣綜合系數(shù)k計(jì)算公式。1D按前述計(jì)算k相反

4、的步驟，通過(guò)擬合得到的k計(jì)算公式反算出局部屈曲和畸變屈1D1D曲承載力。反算只利用截面幾何大小和材料屈服強(qiáng)度，計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單，相關(guān)計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)吻合較好，達(dá)到了本文目的。本文詳細(xì)分析了擬合的計(jì)算公式適用范圍，并討論了為擴(kuò)大適用范圍，計(jì)算公式所需進(jìn)行的改進(jìn)。考慮材料抵抗系數(shù)和相關(guān)安全系數(shù)后，本文的擬合計(jì)算公式可為工程設(shè)計(jì)提供參考。本文的計(jì)算思路可作為后續(xù)工作的借鑒。關(guān)鍵詞：直接強(qiáng)度法；冷彎薄壁卷邊槽鋼；局部屈曲；畸變屈曲；綜合系數(shù)IAbstractInrecentyears,thecold-formedthin-walledlippedchannelste

5、elhasbeenappliedwidelyinbeam-columnstructures.Thedevelopmentsinthestrengthofthecold-formedsteelmakeitpossibletousethinnerplatesinbuildingconstruction.Asanewkindofstrength-governingmode,distortionalbucklingisreceivingmoreattentions.Thedistortionalbucklingisdifferentfromlocalbuckl

6、ingandglobalbuckling.Therearenospecificclausesforcalculatingtheloadcapacitiesofdistortionalbucklingincurrentnationalspecification“TechnicalCodeforCold-FormedThin-WalledSteelStructures”(GB50018-202)(GB50018).GB50018implementsthetraditionalEffectiveWidthMethod(EWM)incalculatingthe

7、loadcapacitiesoflocalbuckling.Howeverit’scomplexincalculatingthereducedwidthofplatesbyEWM.TheDirectStrengthMethod(DSM)isanewdesignmethodofthecold-formedthin-walledsteel.SinceDSMisamethodofcalculatingthereducedstrength,itisunnecessarytocalculatethesection’seffectivewidthandonlyth

8、egrosspropertiesofthesectionarerequired.DSMcanb