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冷弯薄壁型钢拼合箱形柱的畸变屈曲性能研究

2021-12-01李艳春周天华丁嘉豪李晨阳张兴春

湖南大学学报(自然科学版) 2021年11期
关键词:承载力有限元

李艳春,周天华,丁嘉豪,李晨阳,张兴春

(长安大学 建筑工程学院,陕西 西安 710061)

在实际工程中,冷弯薄壁型钢(CFS)构件的结构形式和受力情况日益复杂,使得单肢构件往往难以满足设计和工程使用要求,因此拼合构件在实际工程中被应用.其中,由1 根C 形和1 根U 形截面CFS构件经自攻螺钉拼合而成的CFS 箱形构件在CFS结构住宅体系中运用越来越广泛.因此,对CFS 箱形截面拼合构件受力性能进行研究具有深远的意义.

相对局部屈曲和整体失稳,畸变屈曲是一类具有特殊性的稳定问题,因为截面失稳时既包含一部分板件发生弯曲的局部屈曲特征,又包含另一部分板件绕强迫转动轴(即板件交线)的扭转屈曲变形特征.Lau 和Hancock[1]最初对卷边槽形截面构件进行受压试验研究,认为畸变屈曲没有屈曲后强度.Kwon和Hancock[2]对高强钢材卷边槽钢试验研究发现试件畸变屈曲后仍具有一定的强度储备,但是远小于局部屈曲后强度,并给出了工程中钢构件设计时避免出现畸变屈曲变形的建议.管宇等[3]研究的轻钢组合楼盖中就用到该拼合构件以提高整体楼盖边缘刚度.因此它的受力特性及变形特征也备受关注.Young 等[4]和Zhang 等[5]对由∑形截面组成的拼合箱形柱进行试验研究,并采用直接强度法[6]计算了试件的局部屈曲、畸变屈曲和整体屈曲三种屈曲模式下的极限承载力,但拼合闭口截面发生的畸变屈曲相对复杂,作者没有进行详细的描述;李元齐[7]等人对Q550高强CFS 拼合箱形……

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