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冷弯薄壁型钢具有强度高、自重轻、工厂化程度高、安装简便、施工劳动强度低等诸多优点。比传统的热轧钢材更具有经济性,在建筑行业的应用越来越广泛。但是随着冷弯型材材料强度的不断提高,冷弯型材的厚度做的越来越薄,从而使得一种新的控制冷弯薄壁型钢承载力的屈曲形式—畸变屈曲逐步受到重视。畸变屈曲不同于局部屈曲和整体屈曲,我国现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018—2002)还无相应的关于畸变屈曲的计算规定,而是采用传统的有效宽度法计算局部屈曲。有效宽度法采用板件宽度折减的方法计算承载力,对于复杂形式的截面计算比较复杂。直接强度法(Direct Strength Method简称DSM)是一种新的冷弯薄壁型钢设计方法,采用材料强度折减的办法,从而只需要按全截面特性进行计算即可。DSM适用于局部屈曲,也适用于畸变屈曲的计算。其中弹性局部屈曲临界应力σl、弹性畸变屈曲临界应力σd是计算DSM的关键。通常来说,计算σ l、σd即有两种方法:解析法、数值法。对简单截面可采用解析法,即依据平衡方程和变形协调方程来求解,但是计算出的σ l、σd的表达式相当复杂,不便于在设计中使用。板件或构件的临界弹性屈曲应力也可由数值解确定,如有限单元法(FEM)(如ANSYS程序)、有限条法(FSM)(如CUFSM程序)。对于常用的横截面,数值解也能提供合适的板件相互作用解。该方法的优点是提高了精度和适用性。因此,对于获得直接强度法设计公式中的σ l、σd较好的方法是通过数值法得到其近似解,其中最为常用的是有限条法。但有限条法未对杆的屈曲模态作明确的区分,所得到的临界状态解也不是单纯屈曲模态的解。因此有时其结论应用于直接强度法会存在困难,也可能会带来系统性的误差。因此,本文研究一种分离出整体屈曲、局部屈曲、畸变屈曲的方法,并在该研究的基础上探讨构件承载能力的简化实用公式。为此,本文经过理论推导得出单纯屈曲模式的约束方程,以有限元程序ANSYS为分析平台,通过建立模型并施加相应的约束方程,实现局部屈曲、畸变屈曲、整体屈曲三种屈曲模式的模态分离,并得到相应的承载力曲线。并与约束有限条法(cFSM)计算结果进行对比。分析发现两者计算结果差别很小,说明论文提出的方法的正确性。论文是从屈曲时截面的力学定义或者变形特点入手,建立约束方程进行单纯屈曲模态的实现,而且也没有FSM的关于变形的假定(即假定杆件全长只发生半波屈曲)。所以本文提出的方法更为简单精确并且更具通用性。在此基础上,论文搜集了大量的试验资料,引入基于单纯屈曲模式的弹性屈曲临界应力提出压杆承载力实用计算公式。并与现有计算方法进行对比,对比表明,本文提出的公式具有良好的计算精度。论文提出的有限元分析方法扩展了屈曲模式分析的途径,为屈曲模式分析提供了全新的分析平台。论文提出的基于单纯屈曲模式临界应力建立的承载力公式适用范围更广。公式简单、实用,可供设计、分析参考。