李彭举

【摘 要】冷弯薄壁型钢构件翼缘和腹板钢材厚度小、宽厚比较大，其力学性能与普通钢构件有很大差别。本文在冷弯薄壁型钢材性试验基础上进行了三组悬臂构件的有限元滞回性能分析，结果表明：构件在循环荷载作用下发生弯曲扭转耦联破坏;循环荷载作用下构件的截面尺寸对承载力有较大影响;本批冷弯薄壁型钢材料具有较好的延性。

【关键词】冷弯薄壁型钢;材性试验;有限元;滞回性能

中图分类号： TU392.5 文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）29-0190-004

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.29.090

Study on the Hysteresis Behavior of the Single Cold-formed Steel Cantilever Component with C-section

LI Peng-ju

（Henan Economy and Trade Vocational College，Zhengzhou Henan 450000，China）

【Abstract】Both flange and web of the cold-formed steel members show small thickness and large width-to-thickness ratio，such exhibits mechanical behavior quite different from ordinary steel components.Based on material tests of cold-formed steel，the finite element analysis of hysteretic behavior for three groups of cantilever component was studied in this paper.The results showed that the components experienced torsional coupling failure under cyclic load， such section size had greater effect on the bearing capacity.Moreover，this batch of cold-formed Steel products had good ductility.

【Key words】Cold-formed steel;Material tests;Finite element;Hysteretic behavior analysis

0 引言

建筑工业化政策的逐步落实使得钢结构房屋得到迅速发展，冷弯薄壁型钢结构体系由于施工速度快、装配化程度高、充分发挥钢材力学性能等优点而备受业主和研究人员的关注。

冷弯薄壁型钢结构住宅体系主要由墙体、楼盖、屋盖及围护结构组成。墙体结构由密龙骨、上下导轨和墙板组成;楼盖结构由楼盖梁、楼面板和吊顶组成;屋盖结构由屋架、屋面板、吊顶组成。冷弯薄壁型钢结构是一种板肋结构体系，板肋结构的平面刚度较大，可以抵抗水平风荷载和地震荷载[1]。1947年，Green，Winter以及Cuykendall[2]对冷弯薄壁型钢结构组合墙体中墙面板和墙架柱之间相互作用进行了理论分析和试验研究，研究结果认为在组合墙体中，与柱相连的墙面板对柱主要起侧向弹性支撑作用。1993-1994年，Miller T.H.和Pekoz T.[3]进行了组合墙体竖向承载力足尺试验，该试验主要研究了槽钢、双面扁钢带和双面石膏墙板（GWB板）支撑墙架柱在轴心荷载作用下的受力性能以及荷载偏心时墙架柱的承载力变化。研究结果表明：在组合墙体中，墙架柱的间距对墙架柱承载力的影响较小;石膏墙板对其墙架柱提供的支撑作用有别于蒙皮支撑作用。沈祖炎[4]对一批屈服强度为550MPa的高强冷弯薄壁型钢结构轴心受压构件进行了可靠度分析。在按厚度分类合理确定高强冷弯薄壁型钢的强度设计指标后，可依据现行的《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB 50018-2002）[5]给定的考虑面板稳定计算截面有效宽厚比的方法对其轴心受压构件的极限承载力进行有效分析，并能满足预定设计可靠指标的要求。长安大学石宇[6]对冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件的承载力进行了试验和有限元分析。结果表明：冷弯薄壁C型钢轴心受压构件的极限承载能力随构件翼缘宽厚比、腹板高厚比、长细比以及钢材强度的增大而减小。并提出了采用折减强度法计算C型钢轴心受压构件承载力，给出了考虑局部屈曲、整体屈曲和畸变屈曲引起的构件屈服强度折减的轴心受压构件承载力计算公式。

冷弯薄壁型钢构件翼缘和腹板钢材厚度小、宽厚比较大，其力学性能与普通钢构件有很大差别。正确认识冷弯薄壁型钢构件性能是研究整体冷弯薄壁型钢结构的基础。因此，本文在进行了冷弯薄壁型钢材料力学性能试验基础上，运用有限元对单根C型冷弯钢构件进行了滞回性能分析。

1 材性试验

试件材料为Q235B级镀锌钢板，基材名义厚度为1.0mm。根据现行《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》（GB/T228.1-2010）[7]的规定制作试样，试样尺寸如图1所示。图中b=15mm，s0=b×t=15mm2，L0=11.3■=44mm，Lc=L0+20=64mm。

图1 材性试件尺寸

Fig.1 Size of material properties specimen

材性試验设备采用100kN微机控制万能试验机，采用电子引伸仪测量应变，计算机全程自动控制加载和记录试验数据，试验设备如图2所示。