550MPa高强冷弯薄壁型钢轴压构件试验及非线性有限元分析

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我国现行标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002中的设计规定均建立在Q235和Q345钢材试验研究结果的基础上,对高强钢材因缺乏试验研究依据而无明确规定,因此,有必要对其开展必要的试验和理论研究。本文对30根截面厚度t=0.6mm、不同宽厚比b/t=42、58、75、长度为400~2160mm、两端铰接、方形截面的550Mpa高强冷弯薄壁型钢长柱进行轴心受压试验。试验结果表明得:按我国现行规范《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002计算550Mpa高强钢材轴压柱承载力,结果将偏于不安全。在试验结果基础上,本文采用大型有限元程序ANSYS9.0对高强冷弯薄壁型钢轴压长柱进行了材料、几何、接触非线性数值模拟分析,所得有限元计算结果与本文试验吻合较好。本文也进行了一些参数分析,基于这些参数分析,得出了高强冷弯薄壁型钢压杆的理论稳定曲线。本文也对接触非线性提出了一个简便、快捷的建议分析方法,即耦合位移的方法。在试验、非线性有限元分析基础上,本文提出了采用折算屈服强度为0.85fy和折算长细比λc=λ(0.85fy/235)1/2的方法来考虑局部屈曲对整体屈曲的相关作用柱承载力的建议方法,建议方法的计算结果与试验结果、有限元程序ANSYS计算结果吻合较好,且偏于安全。论文还对现行规范GB50018提出了修改建议。
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