设加劲肋防止畸变屈曲卷边Z型钢梁的性能研究

采用设置加劲肋的方法控制冷弯薄壁卷边Z型钢梁在均布荷载作用下的畸变屈曲,应用有限元软件ABAQUS分别对4种带有加劲肋不同卷边角度的冷弯薄壁卷边Z型钢梁进行分析。综合考虑屈曲荷载的提升程度和用钢量,给出最佳加劲肋形式。研究结果表明卷边角度越小,加劲肋加固效果越好。     

受弯卷边槽钢的畸变屈曲及加固

文中给出了几种加固措施,主要包括沿槽钢长度方向在特定位置设置一定数量的连杆或隔板,并选取了三种不同尺寸的卷边槽钢构件,利用有限元对其加固前后作了弹性与非线性分析,比较了各种加固措施下的加固效果,得出了最有效的加固方式,并结合经济性分析,考虑了各种加固措施在实际工程中的应用前景。     

卷边槽钢的局部相关屈曲和畸变屈曲

冷弯卷边槽钢的局部屈曲不仅具有相关性,并且有两种可能形式,即一般意义的局部屈曲和畸变屈曲。虽然两种屈曲模式各有其不同特点,为了便利设计工作,可以把它们结合起来考虑。本文分析指出,当卷边翼缘采用屈曲系数3.0,且卷边宽度足够大时,畸变屈曲不控制设计并可纳入局部屈曲计算之中。建议方法和出自三个不同来源的试验资料符合得很好。     

卷边槽钢梁柱的畸变屈曲有限元分析

对于卷边槽钢梁柱的畸变屈曲,文献1运用文献4的计算简化模型推导了畸变屈曲弹性计算公式。本文采用文献2的截面,运用有限元分析考虑了单一截面构件在不同参数时构件的弹性和弹塑性屈曲荷载和屈曲模式,并考虑了几何缺陷带来的影响,最后根据试验建立模型并将分析结果与试验结果进行对比。     

加设隔板的卷边槽钢受压弹性畸变屈曲

采用有限元程序ABAQUS对受压卷边槽钢进行线弹性畸变屈曲分析,在此基础上,对加设隔板和加设连杆两种加固方式的效果进行分析比较。结果表明,在相同的间距布置下,加设隔板对受压卷边槽钢的屈曲荷载提高较大。经过对比,当采用矩形隔板,在1/2半波间距布置隔板时,为最经济有效的布置方式。     

集中荷载作用下卷边Z型钢檩条防畸变屈曲研究

为预防冷弯薄壁Z型钢檩条畸变屈曲的发生,采用有限元软件ABAQUS分别对承受跨中和三分点处集中荷载的简支Z型钢檩条进行防畸变屈曲研究,对比分析了四种形式的隔板对四种卷边角度的Z型钢檩条的加固效果和经济性。结果表明,仅在檩条的受压部分布置隔板材料的隔板d最有效,在设计的四种隔板加固形式中,隔板形式d的单位用钢量对屈曲荷载提升最大,且防畸变屈曲加固效果不弱于其他三种隔板形式,从经济性上应优先考虑。     

卷边Z型钢的相关屈曲及有效宽度

采用有限条法分别对轴心受压、受弯卷边Ｚ型钢构件的弹性相关屈曲作了分析,推导出板件屈曲系数表达公式,并阐明按现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（ＧＢＪ１８－８７）计算轴压卷边Ｚ型钢构件偏于不安全,而对于受弯构件又过于保守,最后给出了计算Ｚ型钢有效宽度的建议公式。     

冷弯薄壁卷边槽钢畸变屈曲的数值分析

利用大型有限元软件ABAQUS分析冷弯薄壁卷边槽钢受压时的弹性畸变屈曲荷载。首先,分析了ABAQUS建模时各主要参数对分析结果的影响,在此基础上建立了分析模型,然后分别对轴心受压和偏心受压两种荷载情况下冷弯薄壁卷边槽钢的弹性畸变屈曲荷载进行了特征值分析,分析时改变截面组成板件的尺寸,求出对应的畸变屈曲荷载和畸变屈曲半波长;最后,对计算结果进行分析,得出了截面尺寸、偏心荷载与畸变屈曲荷载/半波长的关系。     

卷边加强冷弯型钢梁局部和畸变屈曲

设计时,应重点考虑冷弯型钢构件的屈曲特性及其导致的有效性损失,以保证结构的经济性。数值模型改进后,能够反映考虑几何缺陷、材料非线性特性、后屈曲性能等因素的冷弯型钢梁的真实屈曲特性。针对侧向约束下冷成型Z型钢梁,采用已有的有限元模型,研究钢梁卷边及其与受压翼缘的相互作用对后屈曲特性的影响。利用卷边翼缘宽度比以及卷边倾角,观测局部屈曲、畸变屈曲和局部/畸变屈曲相互作用下截面抗弯刚度的变化。评估了EC3中适用于冷成型Z型钢梁局部和畸变屈曲的设计方法的有效性。总体而言,采用EC3计算的截面抗弯刚度并不保守。指出其中的不足并提出改进建议,改善卷边受压翼缘的失稳系数。     

开孔冷弯薄壁卷边槽钢畸变屈曲性能分析

畸变屈曲是冷弯薄壁卷边槽钢截面的一种主要屈曲模式,分析时应考虑截面板组间的相关作用,腹板提供给翼缘的约束作用是影响构件畸变屈曲性能的主要因素。腹板开孔后将导致应力的重分布,影响板件间的相关作用。本文在分析的过程中,以无孔构件的畸变屈曲理论为基础,应用ANSYS有限元软件对腹板开孔的冷弯薄壁卷边槽钢构件在轴心受压情况下的畸变屈曲性能进行了分析研究。讨论了孔洞横向间距、纵向间距、孔宽、孔型等参数对畸变屈曲性能的影响。除此之外,还分析了截面板件尺寸大小对截面畸变屈曲性能的影响。最后,根据有限元参数分析结果,给出了在腹板上设置孔洞时的一些建议。     

冷弯薄壁卷边槽钢梁弹性畸变屈曲拟合计算

针对冷弯薄壁卷边槽钢纯弯梁,从现有文献中,选取具有代表性的截面形式,分析截面各种几何参数对弹性畸变屈曲临界应力fod的影响,并在此基础上拟合得到fod计算公式。该拟合公式物理意义明确,与有限条法计算结果进行对比,结果表明:所提出的公式具有较高工程精度,且简单实用、便于手算;该公式的运用,推进了直接强度法的实用化进程,亦可供工程设计人员参考。     

冷弯薄壁卷边槽钢畸变屈曲承载力的计算方法比较

冷弯薄壁卷边槽钢在受力过程中除可能出现整体屈曲和局部屈曲外,还可能出现畸变屈曲。发生畸变屈曲会恶化构件的受力性能,从而降低构件的极限承载力。比较研究了5个国家或地区规范针对畸变屈曲的设计计算方法,并对最新的畸变屈曲承载力计算方法研究成果进行归纳,最后就既有的5种考虑畸变屈曲的承载力计算方法与有关试验进行对比分析,结果表明:北美规范采用的直接强度法适用范围广且精度相对较高。     

冷弯薄壁卷边槽钢屈曲荷载有限元分析

冷弯薄壁卷边槽钢是一种常用的轻型薄壁钢材,研究其屈曲模式之一———畸变屈曲逐步受到重视。本文用ABAQUS分析了C180型冷弯卷边槽钢的轴心受压受力性能,并提出加设隔板的方法来提高其承载力,供工程设计参考采用。     

卷边槽钢纯弯构件畸变屈曲板组约束系数的直接强度法计算

现行国家规范《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018—2002）提出了适用于各种型钢构件板组的约束系数统一计算公式。针对冷弯薄壁卷边槽钢纯弯构件畸变屈曲运用直接强度法计算受压翼缘板组约束系数,并与规范计算结果比较,得到一些有价值的结论,供设计研究参考。     

卷边翼缘工形截面构件的局部稳定性能

提出了一种翼缘卷边的工形截面薄壁构件,可以应用在轻型钢结构房屋结构中。由于翼缘板有卷边的加强作用,极大地提高了其局部屈曲荷载,从而使翼缘板可以不受板件宽厚比限值的约束,能获得比较好的经济效益。为此建立了翼缘卷边工形截面构件有效长宽比的概念及其计算公式,并通过变化几何参数对这种截面的局部屈曲性能进行研究和分析,从而确定卷边宽度系数的合理取值以及卷边翼缘宽厚比限值。     

不同斜卷边檩条的局部屈曲和畸变屈曲

利用Hancock的简化模型分析了卷边槽形、卷边Z形檩条的畸变屈曲,用有限元方法计算了卷边槽形、卷边Z形檩条的畸变屈曲荷载以及翼缘局部屈曲系数,研究了卷边角度对畸变屈曲荷载的影响,提出斜卷边加劲板的屈曲系数取值以及屈曲系数关于卷边角度变化的公式。经对比验证,在卷边角度40°～90°的范围内,误差在2%以内。可供实际设计参考。