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传统意义上的冷弯薄壁型钢,其钢板厚度不宜大于6mm。但随着冷弯型钢应用范围的不断扩大、生产工艺的提高和钢材材质、防腐涂料的改进,目前我国已能生产厚度大于6mm的中厚壁冷弯型钢。中厚壁冷弯型钢不仅具有薄壁型钢的优点,且当作为轴心压杆时,其轴压承载能力有很大的提高,在轻钢结构中有着广泛的应用前景。 但目前有关中厚壁冷弯型钢轴心压杆的试验和理论研究十分有限,更没有专门的设计规范。《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)仅适用于钢板厚度不大于6mm冷弯型钢,且轴心压杆的整体稳定系数仍沿用了基于边缘屈曲准则的Perry公式,并结合164根各种截面的柱构件试验结果来确定,对构件的初始几何缺陷、冷弯残余应力、钢材冷弯效应等因数并未进行综合考虑。《钢结构设计规范》(GB50017-2003)一般针对热轧型钢截面或焊接组合截面的构件,是否适用于中厚壁冷弯型钢还不得而知。因此有必要对中厚壁冷弯型钢轴心受压构件的极限承载力进行研究,为中厚壁冷弯型钢的设计提供初步的理论依据和参考。 本文以壁厚8~12mm的冷弯方型管和矩型管为研究对象,运用Ansys有限元软件,在综合考虑了冷弯残余应力、初始几何缺陷及钢材冷弯效应的基础上,对其轴压极限承载力进行了分析和计算,得出相应的柱子曲线,并与《冷弯薄壁型钢结构技术规范》和《钢结构规范》的计算结果进行比较,提出了中厚壁冷弯型钢轴心压杆稳定系数的初步确定方法。 同时还将中厚壁冷弯钢管柱与截面积相同或相近的H型钢柱,从局部屈曲荷和载极限承载力进行了对比分析,得出相关的结论,为柱构件的选型设计提供了参考。