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腹板开矩形孔冷弯薄壁型钢卷边槽形截面柱畸变屈曲性能与设计

2021-06-09郭彦利胡鹏文姚行友

南昌工程学院学报 2021年6期
关键词:承载力有限元

郭彦利,胡鹏文,姚行友,2

(南昌工程学院 1.土木与建筑工程学院;2.江西省水利土木工程基础设施安全重点实验室,江西 南昌 330099)

冷弯薄壁型钢由于其截面形式多样、成型方便、壁薄且强度高等优点,在建筑领域得到广泛应用。在实际工程中,为了方便电线、上下水等管道设施的布置,常在构件腹板处设置孔洞。由于孔洞的存在,构件刚度和稳定承载力均有一定降低。对于冷弯薄壁型钢常用的卷边槽形截面构件,腹板开孔会降低腹板对相连翼缘的约束作用,使得此类截面更易发生畸变屈曲,且对其畸变屈曲性能和承载力有一定的影响。

目前针对冷弯薄壁型钢构件畸变屈曲的研究已较为成熟,基于Schafer[1-2]、姚行友[3-4]的相关研究,北美规范[5]、中国规范[6]分别给出了相应的畸变屈曲承载力计算方法。随着开孔构件应用的日益增多,部分学者开始对开孔构件畸变屈曲性能和设计方法进行研究。周金将[7]等提出利用等效模量法计算冷弯薄壁开孔槽形截面构件的弹性屈曲应力。姚永红[8]等对腹板开孔且中间加劲的冷弯薄壁卷边槽钢轴压柱进行了试验和有限元分析,表明开孔构件更易发生畸变屈曲。郑敦[9]等利用ANSYS有限元软件对腹板开孔冷弯薄壁型卷边槽钢构件畸变屈曲轴压性能进行了分析,讨论了孔洞的横纵向间距、孔宽和孔型等参数对畸变屈曲性能的影响。姚行友[10]等对腹板开圆孔轴压构件畸变屈曲性能进行试验,发现开孔后构件易发生畸变和局部相关屈曲,给出了折减有效宽度的承载力计算方法,同时通过有限元分析给出了腹板开圆孔轴压构件弹性畸变屈曲稳定系数修正公式[11]。……

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