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随着结构钢屈服强度的提高,在结构轻量化的要求下和节约钢材的利益驱动下,冷弯型钢受压构件的横截面逐渐趋于开阔、纤薄,这致使畸变屈曲或畸变相关屈曲可能控制构件的设计。本文在总结前人研究成果和分析前人研究不足的基础上,以C形截面和帽形截面冷弯薄壁型钢受压构件为研究对象,采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的技术路线,主要完成了以下三方面的研究:1.建立了薄壁受压构件畸变屈曲的分析理论进行了4组共36个C形截面受压构件的试验研究,考察了腹板和翼缘的宽度比h/b构件几何长度l对屈曲模式和极限荷载的影响,分析了构件横截面的变形特点、屈曲后强度等内容;在试验研究的基础上并结合前人研究成果,提出了识别屈曲模式的判据。揭示了计算长度的物理意义,提出了畸变屈曲和局部屈曲的计算长度系数的概念,实现了畸变屈曲、整体屈曲和局部屈曲的统一表征。提出了受压构件畸变屈曲的分解分析方法,依据经典的板的屈曲理论推导了局部屈曲计算长度的边界条件影响系数,采用能量法推导了弯扭屈曲的总势能方程和平衡微分方程,进而推导了连续弹性支承构件弯扭屈曲的平衡微分方程。研究表明,本文建立的薄壁受压构件畸变屈曲的分析理论概念明确、条理清晰。统一了屈曲问题的研究对象,解决了长期以来因截面形式、荷载工况或边界约束条件的不同而研究对象不同的问题;突出了影响畸变屈曲的关键因素,为全面建立薄壁受压构件畸变屈曲的计算理论和计算方法奠定了基础。2.建立了系统的薄壁受压构件畸变屈曲的计算理论和计算方法在畸变屈曲的临界荷载方面,首先采用有限条软件CUFSM分析了弹性模量、边界约束条件和尺度参数对畸变屈曲临界荷载的影响;继而依据建立的畸变屈曲的分析理论和Lau和Hancock的分析模型,采用Galerkin法推导了畸变屈曲临界荷载的统一公式,建立了畸变屈曲临界荷载Pcr,D的统一理论,提出了Pcr,D的通用公式,并采用有限条软件CUFSM验证了Pcr,D通用公式的精度并确定了其适用范围,同时还与其他数值软件和现有的简支构件畸变屈曲临界应力的解析解的计算值进行了对比。结果表明,对于简支构件畸变屈曲临界荷载,Pcr,D的通用公式较国际上广泛使用的Lau和Hancock的公式、Schafer的公式精度更高、适用范围更广在畸变屈曲的极限荷载方面,根据结构设计“穷举”和“取小”的特点改写了Schafer的固支受压构件畸变屈曲极限荷载Pu,D的计算公式;在提出简支构件Pu,D计算公式后,建立了畸变屈曲极限荷载Pu,D的统一理论并提出了Pu,D的通用公式。然后通过17个C形和17个帽形固支受压构件的ANSYS计算值进一步验证了Pcr,D通用公式的精度,通过42个C形和42个帽形简支受压构件的ANSYS计算值验证了Pu,D的通用公式具有较高的精度。在畸变屈曲的发生条件和计算公式的本质方面,建立了畸变屈曲与λD和λL的关系,提出了畸变屈曲的判据;对比了形式不同的Pu,D计算公式,揭示了畸变屈曲极限荷载计算理论的本质是把强度问题转化为稳定问题进行求解的,同时也指出以有效宽度法或有效截面法形式给出的Pu,D计算公式与直接强度法的Pu,D计算公式无本质区别。以上建立的薄壁受压构件畸变屈曲的计算理论和计算方法,解决了国内外长期以来缺乏固支构件的Pcr,D解析解的问题,拓展了简支构件Pcr,D计算公式的适用范围,解决了临界荷载Pcr,D和极限荷载Pu.D因边界约束条件不同而无法对接的问题。3.建立了薄壁受压构件极限荷载的计算理论和计算方法基于本文提出的整体屈曲极限荷载Pu,G的实用公式和局部屈曲临界荷载Pcr,L的实用公式以及建立的畸变屈曲的计算理论和计算方法,建立了薄壁受压构件极限荷载的统一化理论,提出了包含不同屈曲模式的3种极限状态ULSⅣ,ULSⅥ和ULSⅧ。采用极限荷载的统一化理论分别计算了196个C形截面和32个帽形截面固支轴压构件以及45个C形截面简支轴压构件的极限荷载Pu,Ⅳ,PuⅥ和pu,Ⅷ,并与试验值Pu,Exp进行了对比。为提高极限荷载的计算精度和提高结构材料的利用率,分别建立了屈曲模式和截面承载效率与λ和五的关系,提出了全面的局部-畸变相关屈曲的判据和极限状态ULS的判据,并根据如上判据确定了极限荷载的数值。最后提出了受压构件横截面选形和构件选材的建议。研究表明,极限荷载的计算精度和结构材料的利用率受λD和λL的影响较大:限制构件的λD≤1.290和(或)λL≤1.130不但可以由极限荷载的统一化理论较为准确地计算其极限荷载,还能获得较高的截面承载效率。而且,局部一畸变相关屈曲的承载效率较低,应限制该屈曲模式的出现;为节约钢材和提高极限荷载的计算精度,薄壁受压构件横截面的尺度参数的选择应与构件材料的选择相协调。本文的创新点有:1.揭示了计算长度系数的物理意义,首次统一了屈曲问题的研究对象——两端简支且几何长度为屈曲半波长的构件或构件段。2.首次给出了简支和固支构件畸变屈曲临界荷载统一计算公式,首次建立了畸变屈曲临界荷载Pcr,D的统一理论和极限荷载Pu,,D的统一理论,提出了Pcr,D的通用公式和Pu,D的通用公式。3.首次建立了畸变屈曲、局部-畸变相关屈曲与λD和λL的关系,提出了全面的局部-畸变相关屈曲判据。