随着冷弯型钢的发展,近几十年来冷弯型钢组合构件在工程中得到广泛应用。这种组合构件成型后截面上存在冷弯残余应力和焊接残余应力,它们对在轴心受压时组合构件的整体稳定性影响很大。由于冷弯型钢组合构件的加工过程复杂,进行理论分析难度大。目前冷弯型钢组合构件中,冷弯残余应力和焊接残余应力对构件的整体稳定性的影响的研究成果极少,并且存在许多不足之处,以至于设计规范中缺少计及它们的影响的整体稳定性设计公式。 本文结合现有的有关冷弯型钢的焊接残余应力和冷弯残余应力研究成果,分别提出了冷弯残余应力的分布形式和冷弯型钢焊接残余应力的分布形式。用ANSYS软件模拟分析了在初始缺陷影响下,72个厚壁双冷弯槽钢焊接组合截面构件分别在冷弯残余应力单独作用下,以及焊接残余应力和冷弯残余应力共同作用下的整体稳定性。构件共分为三组,每组有三种不同厚度,分别为8mm、10mm和12mm,同时,每种厚度针对8种不同长度进行具体分析。 假定残余应力大小沿杆长方向不变,用VB语言编写了残余应力转化程序,解决了构件在单元量巨大时,ANSYS初应力文件编写困难的问题。该程序方便实用,且适用于各种类型的构件。 利用Oringin软件整理结果数据,得出φ值计算公式(λ与φ之间的关系式);以曲线分段的方法(长细比较小时用抛物线公式的形式;长细比较大时用欧拉双曲线形式)为基础,应用Matlab软件拟合出各种情况的λ—φ曲线。 分析比较各种情况下的λ—φ曲线,发现仅存在冷弯残余应力时厚壁双冷弯槽钢焊接组合截面轴心压杆整体稳定性与现有规范的结果比较吻合;然而在焊接残余应力和冷弯残余应力的共同作用下,厚壁轴心受压构件的整体稳定性能普遍较现有规范的结果低。因此,对厚壁双冷弯槽钢焊接组合截面构件而言,确定其稳定承载力时应考虑焊接残余应力和冷弯残余应力的共同影响。建议《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018—2002)增加一条焊接厚壁冷弯型钢构件柱子曲线。