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与普通钢材相比,高强度钢材承载力高,经济效益好。冷弯厚壁方管生产工业化程度高、质量易保证、与开口截面相比相同截面面积情况下回转半径大。符合轴压构件对截面开展,双轴等稳,抗扭性好、整体稳定承载力高等要求。与冷弯薄壁型钢相比,冷弯厚壁型钢截面尺寸更大,承载力更高,在高层钢结构的应用中有许多优势。高强冷弯厚壁方管构件由于强度提高,宽厚比限值降低;另外,冷弯厚壁方管生产过程中的冷弯效应使平板及弯角部位屈服强度均有不同程度的提高,这使得宽厚比限值进一步降低,构件更容易发生局部屈曲。但由于方钢管的板件处于四边支承状态,板件屈曲后应力仍能持续增长,构件发生局部屈曲后并不会立即失去承载能力,而是降低了构件的刚度和整体稳定承载力。所以,适当放宽板件宽厚比,利用屈曲后强度,可提高构件的承载力,达到节约钢材的目的。本文主要针对高强冷弯厚壁方管轴压构件局部-整体相关屈曲性能进行了如下研究: (1)综合分析了宽厚比超限压杆承载力计算理论和方法的优缺点和适用范围。总结了冷弯厚壁方管的残余应力分布规律,提出了在ANSYS中满足工程精度要求的残余应力等效方法。 (2)总结了冷弯型钢考虑冷弯效应的屈服强度计算方法,采用中国《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002中考虑冷弯效应的屈服强度计算方法来计算冷弯厚壁方管考虑冷弯效应的屈服强度。 (3)采用ANSYS有限元软件对冷弯厚壁方管轴压构件进行了数值模拟,并与他人已有实验结果进行对比,验证建模方法的正确性。对175根高强冷弯厚壁方管轴压构件进行数值分析,得到了相关屈曲极限承载力、屈曲模式、荷载位移曲线等。 (4)分析了不同钢材屈服强度、板件宽厚比、构件长细比对高强冷弯厚壁方管轴压构件相关屈曲性能的影响。 (5)根据高强冷弯厚壁方管的特点,对方形截面相关屈曲法公式进行了修正,并与有限元结果进行对比,证明了修正的相关屈曲法建议公式更合理,可以为设计工作提供参考。