基于直接强度法的压型钢板受弯承载力研究

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压型钢板是冷弯薄壁型钢的一种特殊形式,其截面组成板件宽厚比较大,外荷载作用下,受压翼缘容易发生局部屈曲。由于板件薄膜效应等因素,构件出现局部屈曲后还有屈曲后强度可以利用。目前,主要采用有效宽度法考虑局部屈曲对承载力的影响。有效宽度法须首先根据截面上的应力分布计算对应有效宽度的大小,再计算有效截面特性,计算过程通常比较繁琐。本文的研究内容就是针对这一问题进行的。首先,基于直接强度法,提出纯弯作用下压型钢板的承载力计算公式;然后,利用ANSYS有限元软件对五种压型钢板进行分析,计算其在纯弯作用下的受弯承载力;将ANSYS有限元分析结果分别与按《压型金属板设计施工规程》(YJB216-88)、96版美国AISI规范、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)和基于直接强度法的公式得到的承载力对比,表明所提出的计算公式能够较为准确地计算纯弯作用下压型钢板的承载力,同时避免了繁琐的有效截面及其截面特性的计算,便于使用。应用直接强度法进行设计时,关键是求解局部屈曲临界应力f ol。在大量计算的基础上,通过研究腹板宽度与受压翼缘宽度之比h b和受拉翼缘宽度与受压翼缘宽度之比d b对局部屈曲系数k的影响,提出了计算局部屈曲系数k的建议公式,进而可以方便的求出截面局部屈曲临界应力f ol。
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