低层冷弯薄壁型钢结构住宅C形柱受压稳定性能研究

作     者：叶汉成 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周绪红

授予年度：2007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 低层轻型钢结构住宅 C形柱 极限承载力 非线性有限元 

摘      要：本文在查阅大量文献的基础上,采用非线性有限元分析的方法,对低层冷弯薄壁型钢结构住宅C形柱的稳定极限承载力进行了分析。 文中对单调加载作用下的试件进行有限元模拟,同时考虑了材料非线性和几何非线性问题。采用塑性壳单元模拟C形柱,方程组求解方法采用弧长法。有限元分析结果与试验值吻合良好,从而证明了有限元模型建立以及分析方法的正确性和可行性。 在此基础上,对轴压作用下的初始缺陷、腹板宽度、翼缘宽度、卷边宽度、构件厚度和构件长度,以及荷载单向偏心和双向偏心等影响C形柱稳定极限承载力的因素进行了参数分析并且与按规范计算得到的计算值进行对比,结果表明:初始缺陷对C形柱的极限承载力影响显著;随着腹板宽度的逐渐增加,试件的极限承载力逐渐增加;随着翼缘宽度的逐渐增加,试件的极限承载力会出现先增加后减小的趋势;随着卷边宽度的逐渐增加,试件的极限承载力也会逐渐增加;随着构件厚度的逐渐增加,试件的极限承载力呈现线性增加的趋势;随着构件长度的逐渐增加,试件的极限承载力总体呈现逐渐减小的趋势。单向偏心荷载作用下,当翼缘宽度较小时,构件的稳定极限承载力随着正偏心距的增加而降低,随着负偏心距的增加也呈现逐渐降低的趋势;当翼缘宽度不是很大时,构件的稳定极限承载力随着正偏心距的增加而先增加后降低,随着负偏心距的增加呈现逐渐降低的趋势;当翼缘宽度较大时,构件的稳定极限承载力随着正偏心距的增加而先提高后降低,随着负偏心距的增加也呈现先提高后降低的趋势。双向偏心荷载作用下,当荷载作用点在Z轴正方向的时候,构件的稳定极限承载力随着X向偏心距的增加而降低;当荷载作用点在Z轴负方向的时候,构件的稳定极限承载力随着X向偏心距的增加呈现先提高后降低的趋势,并提出单轴对称截面双向压弯构件的稳定性验算公式。