冷弯薄壁型钢C型构件轴压受力机理.pdf

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1、闰亚光等：冷弯薄壁型铡C型构件轴压受力机理冷弯薄壁型钢C型构件轴压受力机理闫亚光，苏霞，王志刚，彭婷(1．河北工程大学．河北邯郸056038；2．河北省电力公司，石家庄050021；3．中国新兴建设开发总公司。北京100039；4．中国建筑第五工程局有限公司福建分公司。福州350003)【摘要】随着我国钢材产量的不断提高以及技术水平的不断进步，钢结构的应用越来越广泛，薄壁轻型钢结构是目前钢结构房屋发展的主要趋势之一。冷弯薄壁型钢构件在受力上与传统热轧钢结构构件有着很大的不同，尤其是在轴压和剪弯荷载作用下的机理存在的较大的差异。在此基础

2、上，本文针对冷弯薄壁型钢C型构件弯剪受力机理展开分析，运用有限元软件进行数值验证。【关键词】冷弯薄壁型钢；C型；剪弯；机理【中图分类号】TU391【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2012)03—0065—03ANALYSISoNMECHANISMoFCoLD-FoRMEDSTEELSPECⅡENSUNDERAXIALLOADYANYa—guang，SUXia，WANGZhi．gang。PENGTing，(1．HebciUniv．ofEngi．，HebeiHandan056038，China；2．HebeiElectri

3、cPowerCorporation，Shijiazhuang050021，China；3．China’SNewConstructionDevelopmentCorp，Beijing100039，China；4．ChinaBuildingFifthConstructionBureauCo．Ltd．，Fuzhou350003，China)Abstract：Steelstructureismorewidelyusedwiththedevelopmentofsteeloutputandtechniqueleve1．Andthecold—for

4、medisaimportantkindofstee1．Cold—formedsteelspecimensarequitediferentfromthehot—rolledsteelmembers，especiallythedestroymechanismunderbending—shearload．Baseonthis，themechanismofC-sectionspecimenisresearchedbyusingFEM．Keywords：cold—formedsteel；C—section；bending—shear；mecha

5、nism冷弯薄壁型钢最大的特点就是壁薄、宽厚比大，导致其1力学模型假设在受力时，与传统热轧型钢有很大不同。传统热轧型钢构如图1所示，冷弯薄壁C型钢构件，腹板、翼缘、翼缘板件宽厚比较小，不易发生屈曲，而冷弯薄壁型钢构件宽厚比件交线附近的区域具有加劲效果，称之为加劲区域(用S表很大，极易在材料未进入屈服，甚至远不及屈服点时就发生示)，另外部分称之为非加劲区域(用U表示)。加劲区域局部屈曲，但这并不意味着破坏。由于薄膜效应，构件能很(阴影部分)的刚度，要明显高于各板件中间的非加劲区域，好的约束自身变形的发展，使得构件能够继续承载，并且有受到

6、的荷载也相应较大。由于各板件规律一样，本文只重相当大的屈曲后承载力。因此，冷弯薄壁型钢构件的各板点研究腹板受力机理。对冷弯薄壁型钢受力机理可以做出件以及板件的不同区域都有着不同的作用，板件之间的作以下假设：在水平荷载作用下，剪力同样主要由加劲区域承用力较大且分布复杂，构件会产生复杂的屈曲形式。同时，担(而在热轧型钢中，剪力主要都是由腹板承受，并且中间冷弯薄壁型钢截面形式多样，参数众多，这对研究其力学性剪力高于两侧)，弯矩部分则由加劲区域产生力偶来平衡，能增加了不少困难。非加劲区域没有抵抗剪力和弯矩的能力，而是通过薄膜拉在设计上，冷弯薄

7、壁型C型钢构件在受力时，构件转角应力，一定程度上约束构件的变形和加强构件整体性。处的材料刚度要大得多，其应力分布也较为集中，板件中间2受力机理有限元验证区域则相对较柔，应力较小J，悉尼大学Hancock教授研究(1)有限元模型：选择基本构件C120×40X20×2，长了腹板带V型加劲对冷弯薄壁型钢构件屈曲形式和应力分度取1500mm，运用ANSYS软件，建立有限元模型。在构件布的影响J。此外，以往的研究比较偏向冷弯薄壁型钢屈的两端施加刚性端板，以保证构件均匀受力。下端板完全曲性能的研究，对其传力路径与机理缺乏定性的研究。本固结，上端板

8、仅约束构件弱轴方向的线位移和转角位移，以文将以冷弯薄壁C型钢为例，提出一个力学模型，并分析其阻止构件过早的发生弱轴方向的失稳和荷载偏心的影响，在轴向压力和水平荷载作用下的受力机理，并分析板件不竖向荷载施加于上端板中央。同