本文關(guān)鍵詞： 冷彎薄壁型鋼 穩(wěn)定性能 抗彎承載力 腹板開孔 直接強(qiáng)度法　出處：《沈陽建筑大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：穩(wěn)定問題一直是冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)研究的重點(diǎn)。隨著冷彎薄壁型鋼構(gòu)件向高強(qiáng)、超薄的方向發(fā)展,截面形式也日趨復(fù)雜,這使得構(gòu)件的屈曲模式也變得更加復(fù)雜。而孔洞的開設(shè)改變了構(gòu)件的應(yīng)力分布,影響板件間的相關(guān)作用,對構(gòu)件穩(wěn)定性能影響明顯。因此,開孔截面冷彎薄壁型鋼構(gòu)件的穩(wěn)定性能有待深入研究。本文選取了腹板開孔復(fù)雜卷邊C形和腹板開孔復(fù)雜卷邊∑形兩種截面形式的冷彎薄壁型鋼構(gòu)件,利用試驗(yàn)研究和有限元相結(jié)合的方法對其在純彎和非純彎兩種狀態(tài)下的穩(wěn)定性能進(jìn)行了研究。本文對腹板開孔復(fù)雜卷邊槽鋼(B1截面)、∑形復(fù)雜卷邊槽鋼(B2截面)共計(jì)8根簡支梁進(jìn)行了試驗(yàn)研究,其中純彎試件4根,非純彎試件4根。試驗(yàn)結(jié)果表明：B2截面試件的抗彎承載效率均高于B1截面試件,B1截面試件受開孔的影響較大,而B2截面試件,由于腹板加勁肋的設(shè)置減弱了開孔對截面的影響,兩者在開孔處均發(fā)生了明顯的剪切變形。與相同條件下不開孔構(gòu)件的試驗(yàn)結(jié)果對比表明：開孔構(gòu)件的極限荷載均有不同程度的降低,非純彎狀態(tài)的下降幅度大于純彎狀態(tài)；開孔構(gòu)件的失穩(wěn)模式基本不變,但破壞位置多發(fā)生在孔洞截面處。此外,對試驗(yàn)進(jìn)行了有限元模擬,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。在此基礎(chǔ)上,利用有限元模擬對比了相同截面腹板開孔和不開孔受彎構(gòu)件的應(yīng)力分布云圖,結(jié)果表明孔洞的存在改變了構(gòu)件的應(yīng)力分布,使孔洞周邊區(qū)域發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,B1截面開孔受彎構(gòu)件最大應(yīng)力主要集中在彎剪段孔洞附近,而B2截面開孔后最大應(yīng)力則主要集中在荷載作用點(diǎn)附近的受壓翼緣上由于求解受彎構(gòu)件極限承載力的有效截面法過于復(fù)雜并且不適用于畸變屈曲承載力的計(jì)算,而美國和澳大利亞規(guī)范中規(guī)定的截面形式和寬高比H/B等與我國實(shí)際情況也有所差異,本文針對普通卷邊槽鋼簡支梁簡化計(jì)算方法進(jìn)行研究。首先,分別用國外直接強(qiáng)度法、國內(nèi)學(xué)者提出的直接強(qiáng)度法和本文提出的直接強(qiáng)度法計(jì)算了58個(gè)構(gòu)件的極限承載力。并將以上計(jì)算結(jié)果與已有試驗(yàn)結(jié)果和有效截面法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)本文提出的計(jì)算公式的計(jì)算誤差較小,符合工程應(yīng)用的精度要求。
[Abstract]:The stability problem has always been the focus of the research on cold-formed thin-walled steel structures. With the development of cold-formed thin-walled steel members towards the direction of high strength and ultra-thin, the cross-section form is becoming more and more complex. This makes the buckling mode of the member more complicated, and the opening of the hole changes the stress distribution of the member, affects the correlation between the plates, and has an obvious effect on the stability of the member. The stability of cold-formed thin-walled steel members with open-hole section needs to be studied. In this paper, two types of cold-formed thin-walled steel members are selected, which are the C shape of web opening complicated crimping and the sigma-delta shape of web opening complex crimping. In this paper, the stability of the steel under pure bending and non-pure bending is studied by means of experimental study and finite element method. In this paper, the section B _ 1 and section B _ 2 of complex crimping channel steel with web openings are studied. A total of 8 simply supported beams were tested. There are 4 pure bending specimens and 4 non-pure bending specimens. The results show that the bending loading efficiency of the specimens with the section of: B2 is higher than that of the specimens with section B1 and section B1, but the specimens with the section B2 are greatly affected by the opening hole. The influence of the opening on the section is weakened by the stiffening rib of the web plate. Compared with the experimental results of non-perforated members under the same conditions, the ultimate loads of the open-hole members are reduced to some extent, and the decrease of non-pure bending state is larger than that of pure bending state. The instability mode of the perforated member is basically unchanged, but the failure location mostly occurs at the section of the hole. In addition, the finite element simulation of the test is carried out, and the calculated results are in good agreement with the experimental results. The finite element simulation is used to compare the stress distribution of the same section web with and without opening. The results show that the existence of the hole changes the stress distribution of the member. The stress concentration phenomenon occurs in the surrounding area of the hole. The maximum stress of the bending member with the opening hole in the B1 section is mainly concentrated near the hole in the bending shear section. However, the maximum stress of B2 section is mainly concentrated on the flange near the loading point because the effective section method for calculating ultimate bearing capacity of flexural members is too complicated and not suitable for the calculation of buckling capacity. However, the section form and aspect ratio H / B specified in the codes of the United States and Australia are also different from the actual situation in China. In this paper, the simplified calculation method for the simple supported beam of common crimped channel steel is studied. Firstly, the direct strength method is used in foreign countries respectively. The ultimate bearing capacity of 58 members has been calculated by the direct strength method proposed by domestic scholars and the direct strength method proposed in this paper. It is found that the calculation error of the formula presented in this paper is relatively small, which accords with the requirement of engineering application precision.
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU392.1

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本文編號：1548792