卷边薄壁H型钢压弯构件的性能研究

摘要

冷弯薄壁型钢可以充分发挥钢材的性能，因此在国内外得到了广泛的应用和发展，但是此类构件的稳定问题非常突出，是设计中必须解决的问题。卷边薄壁H型钢是近些年提出的一种新型截面形式，其主要目的提高翼缘的局部稳定性和构件的侧向刚度，具有广泛的应用前景。由于研究资料匮乏，各类卷边薄壁H型钢构件的性能还不是很明晰，严重制约了其应用和发展。本文主要针对单向压弯构件进行了稳定研究。
　　 我国现行规范计算冷弯薄壁型钢构件承载力采用的是有效宽度法，国外采用的是直接强度法或有效宽度法。本文采用直接强度法对卷边薄壁H型钢压弯构件进行稳定文析。
　　 本文根据我国现有规范和相关文献，共设计了27个构件，并对其进行了有限条分析。通过对卷边宽度比、截面宽高比、腹板高厚比、翼缘宽厚比和压弯比这五个参数进行改变并分析各个参数对构件承载力的影响情况，得到不同参数对构件承载力的影响规律并对卷边薄壁H型钢构件的设计提出几点建议。通过分析得到各参数对构件承载力的影响规律为:在压弯比相同的条件下，构件的翼缘宽厚比和腹板高厚比对构件的稳定承载力影响显著;构件的卷边宽度比对构件的承载力起到一定的影响作用，卷边宽度比在0.2-0.4之间时卷边可以起到很好的加劲作用;构件的截面宽高比对构件的承载力有影响;当截面参数不变且压弯比超过5时，压弯比对构件的稳定承载力影响较大。对卷边薄壁H型钢单向压弯构件的设计提出几点建议:为使卷边对构件起到加劲作用，建议卷边宽度比取在0.2-0.4之间;在进行卷边薄壁H型钢构件的设计时，需要严格限制构件腹板的高厚比，按照我国《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)中规定的受压板件宽厚比限值的规定;对于压弯构件，构件的偏心距不宜太大，在进行构件设计时要考虑压弯比的影响，对构件的稳定承载力进行适当的折减。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 卷边薄壁H型钢构件的研究背景及意义

1．3 国内外研究的现状及发展动态

1．3．1 冷弯薄壁型钢国外研究

1．3．2 冷弯薄壁型钢国内研究

1．4 现有研究的不足与本文的研究工作

1．4．1 现有研究工作的不足

1．4．2 本文的主要工作

第2章 有限条分析方法及其有效性验证

2．1 引言

2．2 有限条法综述

2．2．1 基本理论

2．2．2 分析方法

2．2．3 直接强度法

2．2．4 半波长度

2．3 卷边薄壁型钢的有限条模型验证

2．3．1 轴压构件的有限条模型验证

2．3．2 纯弯构件的有限条模型验证

2．3．3 压弯构件的有限条模型验证

第3章 卷边薄壁H型钢构件的构件设计与建模

3．1 构件的弹性稳定分析方法

3．1．1 构件的弹性屈曲应力和弹塑性屈曲荷载

3．1．2 板件屈曲后构件的极限荷载(直接强度法的应用)

3．1．3 承载力设计公式

3．2 构件设计

3．2．1 基本构件(S)

3．2．3 截面宽高比(SB系列)

3．2．4 腹板高厚比(SC系列)

3．2．5 翼缘宽厚比(SD系列)

3．2．6 压弯比(SE系列)

3．3 卷边薄壁H型钢构件的有限条模型建模

3．3．1 材料属性及边界条件

3．3．2 有限条模型

第4章 卷边薄壁H型钢压弯构件的有限条分析

4．1 卷边宽度比的影响

4．2 截面宽高比的影响

4．3 腹板高厚比的影响

4．4 翼缘宽厚比的影响

4．5 压弯比的影响

第5章 结论与展望

5．1 本文主要结论

5．2 对后续研究的展望

参考文献

后记

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况