冷弯薄壁卷边槽钢卷边角度优化设计

将遗传算法与直接强度法相结合,以冷弯卷边槽钢柱轴心受压与冷弯卷边槽钢梁受弯为研究对象,把卷边槽钢卷边角度作为设计变量,寻找使构件畸变屈曲承载最大的卷边角度。这种方法不仅可以减少计算的工作量和盲目性,而且还可得到精确的最优角度。最后根据承载力的变化趋势,并考虑工程设计误差,给出不同腹板高度试样对应的最优角度及设计偏差范围。     

几种卷边槽钢竖向承载力计算方法比较分析

北美规范NAS-2004的直接强度法对冷弯型钢构件的畸变屈曲要求单独验算,但我国《冷弯薄壁型钢结构设计规范》（GB 50018-2002）对此还无明确规定。文章在总结冷弯型钢构件畸变屈曲性能的基础上,对其承载力计算方法给予介绍。通过和我国《规范》（GB 50018-2002）的计算结果对比,验证了直接强度法（DSM）在判断卷边槽钢的屈曲模式,计算截面承载力的可行性,结果表明我国《规范》对于中等长度的柱计算偏于安全。因此,建议将中等长度的柱承载力适当提高7%。     

高强薄壁冷弯卷边槽钢柱承载力计算方法

在分析比较有效宽度法(EWM)和直接强度法(DSM)的基础上,以1 mm厚Q345冷弯薄壁卷边槽钢柱为例,对其极限承载力进行了较深入的探讨和对比分析,计算与试验结果表明:按GB 50018-2002冷弯薄壁型钢结构技术规范计算槽钢柱是可行的。     

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。     

冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件承载力计算的折减强度法

为了研究冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件的极限承载力,对15根轴心受压的冷弯薄壁卷边槽钢进行了破坏性试验,并采用有限元分析方法对试件进行模拟分析,有限元计算结果与试验结果吻合良好,验证了有限元方法的有效性,然后对典型截面构件进行大量的有限元参数分析。研究结果表明：冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件的极限承载力随着构件翼缘宽厚比、腹板高厚比、长细比以及钢材强度的增大而减小。通过参数分析得到了考虑局部屈曲、整体屈曲和畸变屈曲影响的构件屈服强度折减系数,提出了冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件承载力计算的折减强度法及其相应计算公式,且通过试验验证了本文折减强度法计算卷边槽钢轴心受压构件极限承载力的适用性。     

冷弯薄壁卷边槽钢组合工字梁极限承载力计算的有效宽度法

为了研究冷弯薄壁卷边槽钢组合工字梁的受弯性能,对三种截面形式共计9根卷边槽钢组合工字梁进行破坏性试验研究,建立有限元分析方法对试件进行模拟分析,有限元计算结果与试验结果吻合良好,验证了有限元方法的正确性。接着采用有限元方法对冷弯薄壁卷边槽钢组合工字梁进行大量参数分析,钢种和受压翼缘宽厚比对受压翼缘有效宽厚比的影响较大,梁的长度、腹板高厚比与板件厚度对梁受压翼缘有效宽厚比的影响小。最后在对典型截面梁构件进行参数分析的基础上,得出卷边槽钢组合工字梁受压翼缘板件的有效宽厚比计算表格与计算公式,提出计算冷弯薄壁型钢梁极限承载力的有效宽度法,并通过试验验证了有效宽度法计算梁极限承载力的正确性和适用性。     

冷弯薄壁卷边槽钢偏心受压构件承载力计算的折减强度法

为了研究冷弯薄壁卷边槽钢偏心受压构件的极限承载力,对13根偏心受压的冷弯薄壁卷边槽钢进行了破坏性试验,并建立有限元分析方法对试件进行模拟分析,有限元分析结果与试验结果吻合良好,验证了有限元方法的有效性;对典型截面构件进行大量的参数分析,研究截面尺寸、长细比、荷载作用点位置及材料特性等因素对卷边槽钢偏心受压构件极限承载力...     

腹板加劲冷弯薄壁复杂卷边槽钢受压构件承载力试验研究

分别对复杂卷边槽钢、腹板中间进行形加劲复杂卷边槽钢、腹板中间进行V形加劲复杂卷边槽钢3种截面形式,共计30根简支受压试件进行了承载力试验,其中轴心受压试件18根,偏心受压试件12根。研究了腹板加肋复杂卷边槽钢受压构件的承载力、破坏模式及变形等性能。试验结果表明:腹板加劲有效地减小了板件宽厚比,大幅度提高了轴心受压构件及向腹板一侧偏心的受压构件的承载力,使畸变屈曲代替局部屈曲起主要控制作用。与相同用钢量下的复杂卷边槽钢构件相比,腹板中间进行形加劲可使轴心受压及向腹板一侧偏心的受压构件的承载力提高约60%~70%,腹板中间进行V形加劲可使轴心受压及向腹板一侧偏心的受压构件的承载力提高约40%~60%。有效形心偏移对偏压构件承载力的影响不可忽视。对试验进行了有限元模拟,计算结果与试验结果吻合良好。     

冷弯薄壁斜卷边槽钢受压构件的承载力试验研究

为了研究冷弯薄壁斜卷边槽钢简支柱的受压性能,对三种截面形式(卷边相对翼缘的弯起角度分别为45°、90°、135°)、三种不同长度(500mm1、250mm2、000mm)共计30根冷弯薄壁卷边槽钢简支柱进行了破坏性试验研究。研究结果表明,卷边弯起角度及荷载作用位置对试件的受压极限承载力和破坏模式影响显著。三种截面形式的试件都具有一定的屈曲后强度,其中大部分试件的破坏模式中包含有畸变屈曲模式。在偏心距相等的情况下,卷边弯起角度为45°的试件受负向偏心荷载时的受压承载力比90°和135°的试件略高;相反,受正向偏心荷载时,前者的受压承载力明显低于后两者。此外,对试验进行了有限元模拟,计算结果与试验结果吻合良好。     

冷弯薄壁卷边槽钢轴压柱承载力的计算方法

对冷弯薄壁卷边槽钢轴压柱承栽力进行了稳定承载力计算,结果表明：直接强度法可以有效地预测冷弯薄壁卷边槽钢轴压柱的稳定承载力,与GB50018—2002中的有效宽度法计算结果和试验结果吻合良好且偏于安全。     

腹板开孔复杂卷边槽钢双肢拼合偏压构件承载力试验研究

分别对单肢为腹板开孔复杂卷边槽钢和Σ形复杂卷边槽钢的共计8根双肢拼合工字形截面偏心受压构件进行了承载力试验。研究了此类偏压构件的极限承载力及失稳模式。采用ANSYS有限元软件模拟了试验并与试验结果进行对比,验证了建模及分析过程的准确性。通过变参数分析了开孔及不同孔形对构件承载力的影响。结果表明:腹板开孔复杂卷边槽钢双肢拼合构件(DC1截面)的最终破坏模式为局部、畸变和整体弯曲三者相关屈曲;腹板开孔Σ形复杂卷边槽钢双肢拼合构件(DC2截面)的最终破坏模式为畸变和整体弯曲相关屈曲;随着偏心距的增大,两类截面构件的破坏模式基本不变。在相同条件下,开孔会使构件的承载力明显降低,DC1截面和DC2截面开孔比不开孔构件的承载力分别下降了约4%～11%和6%～15%。在开孔高度相同时,腹板开设不同形状的孔洞对构件的承载力影响较小,但考虑到开孔位置处的应力集中问题,椭圆形孔和圆形孔比有尖角的矩形孔和正方形孔更优。     

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。     

卷边槽钢柱和卷边角钢柱的试验研究

冷弯薄壁型钢可以看成是由几块相互联系的平板组成,薄板在初始屈服后,还有相当大的潜在能力,本文通过39根卷边槽钢柱和卷边角钢柱进行了试验研究,并与理论值进行了比较,结果显示理论值与试验实测值吻合较好。     

冷弯薄壁复杂卷边槽钢受弯构件稳定性能分析

采用有限元软件ANSYS对3种加劲形式冷弯薄壁复杂卷边槽钢受弯构件的稳定性能进行了非线性分析,结果表明:加劲形式是影响构件屈曲模式和抗弯承载力的重要因素,构件在非纯弯状态下的抗弯承载力均大于纯弯状态下的抗弯承载力。     

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。     

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。     

冷弯薄壁卷边槽钢檩条的有效截面分析

在分析比较Eurocode 3(EN 1993-1-3)和GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的基础上,针对冷弯薄壁卷边槽钢檩条的有效截面进行探讨和对比分析。计算结果表明:GB 50018—2002计算有效截面模量相对保守,按Eurocode 3(EN 1993-1-3)计算相对合理。在满应力状况下,对于采用2 mm厚C180—C250规格的冷弯薄壁卷边槽钢檩条,有效截面模量的折减系数分别可取为0.9(Q235钢材)和0.8(Q345钢材)。     

支吊架用卷边槽钢受弯构件的稳定性研究

本研究对支吊架用卷边槽钢受弯构件进行了弹塑性稳定分析,运用有限元软件分析了长细比、截面尺寸、初始弯曲等参数对其稳定性的影响。研究结果显示,卷边槽钢的屈曲变形与其长细比有关。此外,其截面大小也会对结构的稳定性产生一定的影响。另外,初始弯曲对总体稳定系数的影响很大,且影响程度与构件的正则化长细比密切相关。在有限元计算的基础上,与现行规范进行了比较,增加了一个修正系数以确保设计的安全性。