【摘 要】
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随着城市化的发展,可拆装式箱型房屋凭借其运输方便、可重复使用以及拆装快捷等特点,在实际中得到普遍的使用,工程上对其使用要求也不断提高,主要体现在其组成部分冷弯薄壁型
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随着城市化的发展,可拆装式箱型房屋凭借其运输方便、可重复使用以及拆装快捷等特点,在实际中得到普遍的使用,工程上对其使用要求也不断提高,主要体现在其组成部分冷弯薄壁型钢构件。目前,对冷弯薄壁型钢构件的研究大多集中在C形钢和Z形钢以及带有对称截面的形钢构件,而带有复杂卷边不等边角形截面冷弯薄壁型钢构件在我国《冷弯薄壁型钢结构技术规范》[1]中缺乏相应的设计指导,且国内外学者对该无对称轴截面的立柱研究甚少,此外,实际中很少存在完全轴心受压的构件,因此本文采用试验与理论研究相结合的方法,并利用仿真模拟软件,对组成可拆装式箱型房屋带有复杂卷边不等边角形截面冷弯薄壁型钢构件偏心受压下的稳定性、极限承载力以及基于直接强度法的设计公式进行研究,主要完成以下工作:(1)对带有复杂卷边不等边角形截面冷弯薄壁型钢柱进行试验研究。试验部分主要包括试件的实际尺寸测量、试件材性试验、试件的初始缺陷测量、8根500mm型钢柱的偏心受压试验和8根1500mm型钢柱的偏心受压试验。通过以上试验,研究了试件初始缺陷的分布、试件在不同偏心方向压力下的变形情况、承载力大小、试件中央高度处截面的变形分布以及荷载-轴向位移关系曲线。(2)对冷弯薄壁复杂卷边不等边角形截面钢构件的稳定性和极限承载力进行数值模拟研究分析。首先对试验中的16个试件进行有限元模拟,通过分析验证,确认有限元模型能够很好的预测冷弯薄壁构件的承载力和失稳模式,然后将有限元模型用于参数化分析,通过改变构件的偏心方向、偏心距、厚度和长度,共建立了120个模型,分析了不同参数对构件承载力和变形模式的影响。(3)理论公式拟合。利用本文参数化分析数据,基于现有直接强度法,对偏心受压构件进行公式拟合,得到冷弯薄壁复杂卷边不等边角形截面钢构件不同方向偏压作用下的承载力计算公式,并通过试验数据进行公式的有效性验证,最终得到不同情况下的四个偏压构件承载力计算公式,结果相对保守,设计偏于安全。
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