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冷弯薄壁型钢结构是一种新型的轻钢结构体系,此结构体系施工不需要大型机械,且施工快速,符合灾后重建房屋需求量大而时间紧的要求。目前此种结构体系已成为美国、日本、澳大利亚等发达国家低层住宅建筑的重要结构形式。由于冷弯薄壁型钢住宅结构与其它结构相比在功能和经济上具有明显优势,我国近几年来也开始大量引进该结构体系。在此结构体系中,冷弯薄壁方钢管柱的力学性能对整个结构的力学性能影响很大,详细的研究柱的受压力学性能对整个结构的力学性能认识具有重要指导意义。在冷弯薄壁型钢结构的实际工程中,冷弯薄壁方钢管柱的高度、偏心受压情况以及截面的宽厚比各不相同。
本研究以四川省绵阳市某建筑公司与高校合作研发的抗震生态房为背景,对冷弯薄壁方钢管柱在不同长细比、不同偏心距和不同宽厚比下的受压力学性能进行试验和有限元模拟分析,探讨柱的极限承载力、荷载-位移曲线和破坏模式等力学性能,并在数值计算的基础上,提出此类型柱的柱子曲线以及在实际工程中的建议长细比和宽厚比应用范围,为今后的结构设计提供必备的参考。对冷弯薄壁方钢管柱在不同长细比、不同偏心距和不同宽厚比下的受压力学性能进行试验和有限元模拟分析,探讨柱的极限承载力、荷载-位移曲线和破坏模式等力学性能,并在数值计算的基础上,提出此类型柱的柱子曲线以及在实际工程中的建议长细比和宽厚比应用范围,为今后的结构设计提供必备的参考。具体工作包括:⑴对试验所用钢材进行材性试验,得到钢材的应力-应变曲线图,用于有限元建模。⑵用试验的方法研究冷弯薄壁方钢管柱在不同长细比和不同偏心距下的荷载一位移曲线,以及它们对柱的受压力学性能和破坏模式的影响。⑶针对试验中试件分别建立相应的ANSYS有限元模型,并进行分析比较,达到最终校核有限元模型的目的。⑷运用有限元的方法更加广泛的研究冷弯薄壁方钢管柱在不同长细比、和不同宽厚比下的荷载-位移曲线,以及不同长细比、不同宽厚比对柱的受压力学性能和破坏模式的影响。