冷弯薄壁型钢双肢抱合箱形截面柱轴向受力性能研究

作     者：李方涛 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周天华

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：冷弯薄壁型钢 双肢抱合箱形立柱 轴压 偏压 极限承载力 试验研究 非线性有限元 建议计算方法 

摘      要：冷弯薄壁型钢双肢抱合箱形截面柱,是由单肢C型和单肢U型截面基本构件,通过自攻螺钉连接翼缘拼合而成的。本文通过试验和有限元分析对该截面形式柱的轴向受力性能进行研究,并对现行规范中的轴压、偏压构件的承载力计算提出相应的建议计算方法,具体工作如下:(1)试验了一批冷弯薄壁型钢双肢抱合箱形截面柱的轴压试件和偏压试件。详细介绍了试验装置、试验方法、试验现象、破坏模式等,并对试验结果进行了分析和对比。(2)采用有限元软件ABAQUS对试验进行模拟。建立了考虑几何非线性、材料非线性和接触非线性的冷弯薄壁型钢双肢抱合箱形截面柱的有限元模型,并将有限元分析结果与试验结果进行对比,吻合良好,验证了有限元模型的正确性。(3)针对构件长细比、腹板高厚比、偏心方向和偏心距这三个因素进行了变参数分析,通过对比变参数分析的结果可以得出:拼合立柱的极限承载力随长细比和腹板高厚比的增大而减小,不同的偏心方向和偏心距也会对拼合立柱的极限承载力和破坏模式造成很大影响。最后,按照中国规范GB50018-2002和美国AISI2007规范规定的计算方法,计算了试验试件和有限元变参数试件的极限承载力,并将计算结果与试验结果及有限元分析结果进行对比,通过分析对比结果,在中国规范的计算方法的基础上,提出了适用于冷弯薄壁型钢双肢抱合箱形截面柱的轴压、偏压极限承载力的计算方法。