新型高强冷弯薄壁型钢构件受弯力学性能研究

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随着科学的快速发展和技术的不断进步,钢结构以其优越的性能和灵活性的使用发展的速度非常快。由于生产因素与森林资源保护,钢骨架成为传统木结构及砌体结构等结构的替代品,钢结构建筑的多少标志一个国家科技实力与经济水平。钢结构在建筑中比起其他材料有很多的优点:强度高、质量轻、材料均匀、塑性韧性好、抗震性能优越、制造简单、工业化程度高、施工周期短等。而随着新型轻钢结构体系应用的迅速发展,冷弯薄壁型钢作为承重构件、维护结构、配件等大量被应用。冷弯薄壁型住宅得到了广泛的推广运用,美国、日本、澳大利亚的建造技术与生产装备技术已经非常完善。我国冷弯型钢始于二十世纪五十年代,1987年正式出版国家标准《冷弯薄壁型钢结构设计规范》(GBJ18-87),我国现行标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)。首先为研究新型高强冷弯薄壁型钢构件受弯情况下力学性能,本课题前后对梁进行试验压弯研究,有限条模拟,有限元模拟及以我国现行规范粗估算。通过4种不同研究形式对新型高强冷弯构件进行计算,分析得到较准确构件受弯数据力学性能。然后将所得到的数据进行整理和分析,研究表明:压弯试验与有限元分析可知构件破坏模式以局部屈曲起控制作用;纯弯构件有线条与有限元分析得出畸变屈曲在构件破坏过程中起控制作用。最后将所得到的数据进行整理和对比分析进行比较,研究表明:高厚比与宽厚比过大或过小都易发生失稳现象,当高宽比在2-4之间时,构件具有较好的承担荷载能力;直接强度法与实验计算极限弯矩比值在1.95-2.97之间,ANSYS分析得出的临界弯矩与实验对比值在1.8-2.44之间,直接强度法计算结构与ANSYS分析得出结果变化曲线与实验值曲线幅度相同,且有一定安全储备,更实用实际工程中运用,应极力在我国大范围推广并应用。
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