【摘 要】
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目前在建筑行业中冷弯薄壁型钢(CFS)结构体系因为其诸多优点得到大量使用,也逐渐吸引很多国内外学者对其进行研究。但目前对拼合柱承载力计算方法的研究尚处于起步阶段,国内外相关规范也未明确给出拼合柱承载力计算方法,无法科学有效地指导实际工程问题。因此,本课题组从考虑螺钉拼合板的稳定、拼合截面板组相关性、构件整体力学性能三个层次的基础上创造性的提出了一种拼合柱通用承载力设计方法—“基于承载力单元的叠加法
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(No.51878055)“冷弯薄壁型钢拼合柱失稳机理与承载力通用设计方法研究”;
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目前在建筑行业中冷弯薄壁型钢(CFS)结构体系因为其诸多优点得到大量使用,也逐渐吸引很多国内外学者对其进行研究。但目前对拼合柱承载力计算方法的研究尚处于起步阶段,国内外相关规范也未明确给出拼合柱承载力计算方法,无法科学有效地指导实际工程问题。因此,本课题组从考虑螺钉拼合板的稳定、拼合截面板组相关性、构件整体力学性能三个层次的基础上创造性的提出了一种拼合柱通用承载力设计方法—“基于承载力单元的叠加法”。本文以CFS三肢半开口拼合柱为研究对象,对承载力单元叠加法中短柱局部屈曲承载力计算方法这一部分内容进行了详细研究。本文对该种截面拼合柱对应拆分的三种承载力单元的轴压受力性能进行研究,并在此基础上提出该截面拼合柱局部屈曲承载力计算方法。本文主要工作内容如下:(1)对CFS三肢半开口拼合柱和其对应拆分的三种承载力单元共计72根试件的局部屈曲进行了轴压试验研究。对试验部分进行的详细介绍,研究了承载力单元试件和拼合柱试件的受力性能,破坏模式和变形特征。(2)采用ABAQUS有限元分析软件建立试验试件的精确模型,将模拟情况与实际试验对比验证有限元分析的可行性。在此基础上,进行了变高厚比和螺钉间距的变参数分析,揭示这两种参数变化对试件局部屈曲承载力的影响规律。(3)在通过对承载力单元试验研究和有限元分析的基础上提出本文计算方法模型,通过将变参数分析得到的数据拟合回归得到各承载力单元和拼合柱的极限承载力计算公式,并经试验数据的验证,最终得到承载力单元叠加法中的三肢半开口拼合柱局部屈曲极限承载力计算公式。然后将按中美规范方法与本文方法计算结果和试验结果进行对比,验证了承载力单元叠加法的优越性和精确性。
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