【摘 要】
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关于冷弯薄壁型钢构件的制造技术至今已较为完善,世界各国科研人员对冷弯薄壁型钢构件中最重要的稳定问题也一直不断在开展研究工作。但随着新型截面的不断涌现、腹板孔洞开设方法的出现,以及高强度钢材的发展,又为冷弯薄壁型钢构件带来了许多新的稳定问题。目前,国内外对于腹板开孔冷弯薄壁型钢轴压构件的研究已趋于成熟,但对于偏压构件的研究还较为匮乏,且研究对象多为U形或一次卷边的C形槽钢构件。而对于复杂截面下的腹板
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关于冷弯薄壁型钢构件的制造技术至今已较为完善,世界各国科研人员对冷弯薄壁型钢构件中最重要的稳定问题也一直不断在开展研究工作。但随着新型截面的不断涌现、腹板孔洞开设方法的出现,以及高强度钢材的发展,又为冷弯薄壁型钢构件带来了许多新的稳定问题。目前,国内外对于腹板开孔冷弯薄壁型钢轴压构件的研究已趋于成熟,但对于偏压构件的研究还较为匮乏,且研究对象多为U形或一次卷边的C形槽钢构件。而对于复杂截面下的腹板开孔偏压构件的研究则更为少见。同时,在此前国内外的研究中,对开孔新型截面的研究大多局限在针对不同卷边形式或只是对不同的加劲方式,很少有将开孔、复杂卷边和加劲截面三者相结合的研究。另外,关于腹板开孔轴压构件的DSM方法研究已较为完善,但对于腹板开孔偏压构件的研究还较少。我国规范中对此类构件还未提供明确的计算方法。针对以上问题,本文对16根复杂卷边槽钢开孔构件在绕弱轴偏心荷载下的承载性能进行了试验研究,其中,腹板开孔复杂卷边槽钢和腹板开孔Σ形复杂卷边槽钢各8根。研究其极限承载力和失稳模式等承载特性。试验结果表明:腹板加劲能够在一定情况下提高构件的局部屈曲临界荷载,有效地控了腹板局部屈曲的发生,显著提高了负偏心受压构件的极限承载力。而受有效形心偏移现象的影响,不加劲构件的实际形心向卷边方向偏移,因此相近的正荷载偏心距下的不加劲构件极限承载力稍大于加劲截面构件。采用有限元模拟方法对试验进行了模拟,通过与试验的比较验证了该模型可较好的模拟此类试件。同时,选取了三种不同板厚,对选取的两种截面形式的共计138根腹板开孔及不开孔构件进行了在不同荷载偏心距下的有限元模拟分析。结果表明:腹板开孔将对构件的承载效率产生显著的影响。随着板件变厚,孔洞对C形截面构件的承载效率的削弱作用越大,且对有效形心的偏移量也有一定的影响。而孔洞的开设对Σ形截面构件的承载效率削弱作用随板件增厚而减小。而随着板件变厚,C形截面构件极限承载力取得最高点的偏心距逐渐减小。腹板加劲对构件承载性能的影响同样十分显著,在板件较薄的时候,腹板加劲对构件承载效率提升作用较大,但随着板件变厚,腹板加劲对构件承载效率提升作用将随之变小,甚至对构件承载效率有削弱作用。随着荷载偏心距的增大,腹板加劲对构件承载力的影响减小。以现有的偏压构件直接强度计算公式为对构件进行了验算,并提出了考虑有效形心偏移的直接强度法公式,对发生有效形心偏移的C形截面构件进行了验算。本文采用的公式适用于对腹板开孔与不开孔两种复杂卷边槽钢绕非对称轴偏压构件极限承载力进行计算。
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