冷彎薄壁型鋼C型構件軸壓受力機理.pdf

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1、閏亞光等：冷彎薄壁型鍘C型構件軸壓受力機理冷彎薄壁型鋼C型構件軸壓受力機理閆亞光，蘇霞，王志剛，彭婷(1．河北工程大學．河北邯鄲056038；2．河北省電力公司，石家莊050021；3．中國新興建設開發(fā)總公司。北京100039；4．中國建筑第五工程局有限公司福建分公司。福州350003)【摘要】隨著我國鋼材產(chǎn)量的不斷提高以及技術水平的不斷進步，鋼結構的應用越來越廣泛，薄壁輕型鋼結構是目前鋼結構房屋發(fā)展的主要趨勢之一。冷彎薄壁型鋼構件在受力上與傳統(tǒng)熱軋鋼結構構件有著很大的不同，尤其是在軸壓和剪彎荷載作用下的機理存在的較大的差異。在此基礎

2、上，本文針對冷彎薄壁型鋼C型構件彎剪受力機理展開分析，運用有限元軟件進行數(shù)值驗證。【關鍵詞】冷彎薄壁型鋼；C型；剪彎；機理【中圖分類號】TU391【文獻標識碼】B【文章編號】1001—6864(2012)03—0065—03ANALYSISoNMECHANISMoFCoLD-FoRMEDSTEELSPECⅡENSUNDERAXIALLOADYANYa—guang，SUXia，WANGZhi．gang。PENGTing，(1．HebciUniv．ofEngi．，HebeiHandan056038，China；2．HebeiElectri

3、cPowerCorporation，Shijiazhuang050021，China；3．China’SNewConstructionDevelopmentCorp，Beijing100039，China；4．ChinaBuildingFifthConstructionBureauCo．Ltd．，F(xiàn)uzhou350003，China)Abstract：Steelstructureismorewidelyusedwiththedevelopmentofsteeloutputandtechniqueleve1．Andthecold—for

4、medisaimportantkindofstee1．Cold—formedsteelspecimensarequitediferentfromthehot—rolledsteelmembers，especiallythedestroymechanismunderbending—shearload．Baseonthis，themechanismofC-sectionspecimenisresearchedbyusingFEM．Keywords：cold—formedsteel；C—section；bending—shear；mecha

5、nism冷彎薄壁型鋼最大的特點就是壁薄、寬厚比大，導致其1力學模型假設在受力時，與傳統(tǒng)熱軋型鋼有很大不同。傳統(tǒng)熱軋型鋼構如圖1所示，冷彎薄壁C型鋼構件，腹板、翼緣、翼緣板件寬厚比較小，不易發(fā)生屈曲，而冷彎薄壁型鋼構件寬厚比件交線附近的區(qū)域具有加勁效果，稱之為加勁區(qū)域(用S表很大，極易在材料未進入屈服，甚至遠不及屈服點時就發(fā)生示)，另外部分稱之為非加勁區(qū)域(用U表示)。加勁區(qū)域局部屈曲，但這并不意味著破壞。由于薄膜效應，構件能很(陰影部分)的剛度，要明顯高于各板件中間的非加勁區(qū)域，好的約束自身變形的發(fā)展，使得構件能夠繼續(xù)承載，并且有受到

6、的荷載也相應較大。由于各板件規(guī)律一樣，本文只重相當大的屈曲后承載力。因此，冷彎薄壁型鋼構件的各板點研究腹板受力機理。對冷彎薄壁型鋼受力機理可以做出件以及板件的不同區(qū)域都有著不同的作用，板件之間的作以下假設：在水平荷載作用下，剪力同樣主要由加勁區(qū)域承用力較大且分布復雜，構件會產(chǎn)生復雜的屈曲形式。同時，擔(而在熱軋型鋼中，剪力主要都是由腹板承受，并且中間冷彎薄壁型鋼截面形式多樣，參數(shù)眾多，這對研究其力學性剪力高于兩側(cè))，彎矩部分則由加勁區(qū)域產(chǎn)生力偶來平衡，能增加了不少困難。非加勁區(qū)域沒有抵抗剪力和彎矩的能力，而是通過薄膜拉在設計上，冷彎薄

7、壁型C型鋼構件在受力時，構件轉(zhuǎn)角應力，一定程度上約束構件的變形和加強構件整體性。處的材料剛度要大得多，其應力分布也較為集中，板件中間2受力機理有限元驗證區(qū)域則相對較柔，應力較小J，悉尼大學Hancock教授研究(1)有限元模型：選擇基本構件C120×40X20×2，長了腹板帶V型加勁對冷彎薄壁型鋼構件屈曲形式和應力分度取1500mm，運用ANSYS軟件，建立有限元模型。在構件布的影響J。此外，以往的研究比較偏向冷彎薄壁型鋼屈的兩端施加剛性端板，以保證構件均勻受力。下端板完全曲性能的研究，對其傳力路徑與機理缺乏定性的研究。本固結，上端板

8、僅約束構件弱軸方向的線位移和轉(zhuǎn)角位移，以文將以冷彎薄壁C型鋼為例，提出一個力學模型，并分析其阻止構件過早的發(fā)生弱軸方向的失穩(wěn)和荷載偏心的影響，在軸向壓力和水平荷載作用下的受力機理，并分析板件不豎向荷載施加于上端板中央。同