冷弯薄壁加劲C型钢轴压构件畸变性能有限元分析

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随着冷弯薄壁型钢应用的日趋广泛,加快了冷弯薄壁型钢的革新速度。相比冷弯薄壁型钢轴压构件的整体屈曲和局部屈曲,畸变屈曲在薄壁、截面形状较复杂的情况下,可能成为构件承载力的控制因素,成为现今钢结构领域研究的重点。本文对冷弯薄壁C型钢腹板加劲构件在轴向压力作用下进行了有限元分析。在分析国内外学者对冷弯薄壁型钢研究方法的基础上,得出针对加劲构件,采用广泛使用的理论方法(直接强度法),和有限元数值方法进行分析。文中对理论方法和数值方法做了详细的介绍,并采用ANSYS软件建立了有限元模型。随后对有限元方法的有效性进行了验证,对冷弯薄壁加劲C型钢轴压构件的畸变屈曲承载力及畸变屈曲与其他屈曲模式间的相关作用进行分析,对考虑初始几何缺陷的非线性进行了模拟。对冷弯薄壁加劲C型钢轴压构件分别在不同构件长度、不同卷边宽度、不同加劲高度、不同加劲宽度等影响因素下进行了线性与非线性的有限元分析。利用有限元线性畸变屈曲荷载,并借助直接强度法对构件进行计算。并将其计算结果与有限元非线性畸变屈曲荷载进行对比,得出结果的相似度很高。根据有限元分析结果得出,冷弯薄壁加劲C型钢构件的承载力明显优于无加劲C型钢构件。由大量数据得出在其它条件不变的情况下,加劲高度、加劲宽度对构件承载力的影响。并得到承载力较高时,加劲构件相对合理的加劲高度、加劲宽度范围。
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