【摘 要】
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建筑行业的高速、高质量发展,使得冷弯薄壁型钢在实际工程中的应用范围日益广泛。应用场景的日益丰富与复杂使得对冷弯薄壁型钢构件稳定性能的要求也愈加严格。在实际工程应用中,经常需要对冷弯薄壁型钢构件进行开孔处理以方便线路、管道等通过。而孔洞的开设以及孔径的变化会对构件的承载能力及屈曲失效模式产生影响。现阶段针对发生局部-畸变相关屈曲的高强度开孔腹板V形加劲冷弯薄壁型钢柱轴压稳定性能的研究相对较少。相关研
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建筑行业的高速、高质量发展,使得冷弯薄壁型钢在实际工程中的应用范围日益广泛。应用场景的日益丰富与复杂使得对冷弯薄壁型钢构件稳定性能的要求也愈加严格。在实际工程应用中,经常需要对冷弯薄壁型钢构件进行开孔处理以方便线路、管道等通过。而孔洞的开设以及孔径的变化会对构件的承载能力及屈曲失效模式产生影响。现阶段针对发生局部-畸变相关屈曲的高强度开孔腹板V形加劲冷弯薄壁型钢柱轴压稳定性能的研究相对较少。相关研究的开展对建立完善的理论体系及指导工程实际均具有重要意义。故本文选取发生局部-畸变相关屈曲的腹板V形加劲高强冷弯薄壁型钢构件作为研究对象,研究分析截面尺寸参数及孔洞对构件承载能力及屈曲失效模式的影响。本文利用有限元数值模拟软件探究不同截面构件的屈曲失效模式及相关力学性能。发现构件的极限承载能力与构件长度呈现负相关。短柱屈曲失效模式多为不对称的I-I形式局部-畸变耦合屈曲,而较长柱则会发生波状局部-畸变相关屈曲。在构件参数中,腹板宽度及翼缘宽度增加对构件承载能力有小幅度强化;厚度的增加会大幅度强化构件的承载能力以及抵抗变形能力。并进一步研究了孔洞存在及孔径变化对于构件稳定性能的影响。总体来说,孔径的增大会减弱构件的承载能力,但当孔径变化对构件屈曲失效模式产生影响时,则可能出现孔径增大而承载力上升的现象。同时构件的变形能力也随着孔径的增大而不断减弱。基于本文数值模拟结果,并结合现有国内外学者关于冷弯薄壁型钢构件轴压承载力的计算方法,提出适用于开孔腹板V形加劲冷弯薄壁型钢轴压柱在发生局部-畸变相关屈曲情况下的承载力计算公式。并将建议方法所得结果与有限元模拟结果进行对比,两者差值较小,以此验证建议计算方法的可靠性。图[35]表[19]参[43]
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