冷弯薄壁卷边C形截面腹板局部受压承载力研究及设计建议
发布时间：2021-09-05 11:04
冷弯薄壁卷边C形截面构件通常用作轻钢房屋的楼面梁及檩条等。由于受截面形状卷边的限制,其横向加劲肋安装困难且不经济,因此冷弯型钢梁在支座或集中荷载作用处通常不设加劲肋,设计时有必要确定腹板局部受压承载力。本文以翼缘转动受约束情况下冷弯薄壁卷边C形截面构件为研究对象,研究了其在端部一侧及两侧翼缘（EOF&ETF）、中部一侧及两侧翼缘（IOF&ITF）四种受力工况下的腹板局部承压性能,最终得到了四种工况下局部受压承载力的计算方法。采用ABAQUS有限元分析软件建立了冷弯薄壁卷边C形截面腹板局部承压的数值模型,并基于国际上最新试验结果,从极限承载力、荷载—位移曲线及破坏模式等角度验证了有限元模型的正确性和适用性。通过对涉及C形截面参数如内弯角半径、腹板高度、支承长度及屈服强度进行无量纲变参分析,得到了一系列有价值的结论,如弯角的存在促使构件过早地进入了弹塑性受力状态,降低了构件的承载力;腹板高厚比与承载力呈现非单调关系,这一点与北美规范计算公式中对这一参数的表达并不一致;支承长度的差异明显改变了构件的破坏模式。通过将数值分析结果与现行北美冷成型结构设计规范AISI S100-1...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1支座处腹板压屈破坏[3]
西安建筑科技大学硕士学位论文11绪论1.1引言1.1.1研究背景随着节能环保的理念逐渐深入建筑行业，国家出台了一系列促进钢结构体系发展的政策，使其更广泛的应用于现代生活的方方面面。其中，拥有价格稳定、人工成本低、施工速度快等显著优势的冷弯薄壁型钢结构体系的市场占有率也随之逐年上升[1]。冷弯薄壁型钢是用较薄钢板或钢带经过冷轧或冲压等加工手段形成的钢材。冷弯薄壁型钢构件的截面形式主要有C形、Z形、角形及管形等形式。冷弯薄壁卷边C形截面构件通常用作轻钢房屋的楼面梁及檩条等，由于受截面形状如卷边的限制，其横向加劲肋安装困难且不经济，因此冷弯型钢梁在支座或集中荷载（局部面荷载作用范围不大时可视为集中荷载）作用处通常不设加劲肋，而因其壁厚较小，在板件衔接的转角处没有加厚，故其承受局部性集中荷载的能力较弱，常常会发生腹板局部压屈破坏[2]（WebCrippling），该问题受到了工程界的广泛关注。图1.1所示为支承于横梁上无加劲肋的卷边C形檩条，支座连接处可简支也可连续，檩条上往往存在吊挂集中荷载，此时集中荷载常通过螺栓或自攻钉直接作用在檩条的腹板上传力。此外在屋面施工及检修过程中，往往存在较大集中荷载的作用，图1.2所示为不设横向加劲肋的楼盖系统，也存在类似的问题。图1.1支座处腹板压屈破坏[3]图1.2不设横向加劲肋的楼盖系统1.1.2腹板局部受压问题的分类由于我国冷弯薄壁型钢结构体系较之于美国、澳大利亚、新西兰起步较晚，对该类问题的研究较少。世界上一些主流设计规范如北美冷成型钢结构设计规范AISIS100[4]、澳大利亚/新西兰规范AS/NZS4600[5]及欧盟规范Eurocode3:part1-3[6]
ETF工况试验研究[19]
【参考文献】：
期刊论文
[1]薄钢结构技术体系在我国的发展现状研究[J]. 张瑞,许志钢,樊汞江. 建筑技术开发. 2018(10)
[2]冷弯薄壁构件腹板局部受压承载力分析及设计建议[J]. 钟炜辉,孟宝,郝际平,周文斌. 建筑结构. 2015(05)
[3]冷弯薄壁型钢受弯构件特有的失稳模式[J]. 巩俊松,邓长根. 河北工程大学学报(自然科学版). 2007(04)
硕士论文
[1]冷弯薄壁非卷边槽钢承受集中荷载时的承载力[D]. 田微.西安建筑科技大学 2005
[2]冷弯薄壁槽钢腹板压屈及弯压有限元分析和设计[D]. 方圣恩.福州大学 2005
本文编号：3385231
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1支座处腹板压屈破坏[3]
西安建筑科技大学硕士学位论文11绪论1.1引言1.1.1研究背景随着节能环保的理念逐渐深入建筑行业，国家出台了一系列促进钢结构体系发展的政策，使其更广泛的应用于现代生活的方方面面。其中，拥有价格稳定、人工成本低、施工速度快等显著优势的冷弯薄壁型钢结构体系的市场占有率也随之逐年上升[1]。冷弯薄壁型钢是用较薄钢板或钢带经过冷轧或冲压等加工手段形成的钢材。冷弯薄壁型钢构件的截面形式主要有C形、Z形、角形及管形等形式。冷弯薄壁卷边C形截面构件通常用作轻钢房屋的楼面梁及檩条等，由于受截面形状如卷边的限制，其横向加劲肋安装困难且不经济，因此冷弯型钢梁在支座或集中荷载（局部面荷载作用范围不大时可视为集中荷载）作用处通常不设加劲肋，而因其壁厚较小，在板件衔接的转角处没有加厚，故其承受局部性集中荷载的能力较弱，常常会发生腹板局部压屈破坏[2]（WebCrippling），该问题受到了工程界的广泛关注。图1.1所示为支承于横梁上无加劲肋的卷边C形檩条，支座连接处可简支也可连续，檩条上往往存在吊挂集中荷载，此时集中荷载常通过螺栓或自攻钉直接作用在檩条的腹板上传力。此外在屋面施工及检修过程中，往往存在较大集中荷载的作用，图1.2所示为不设横向加劲肋的楼盖系统，也存在类似的问题。图1.1支座处腹板压屈破坏[3]图1.2不设横向加劲肋的楼盖系统1.1.2腹板局部受压问题的分类由于我国冷弯薄壁型钢结构体系较之于美国、澳大利亚、新西兰起步较晚，对该类问题的研究较少。世界上一些主流设计规范如北美冷成型钢结构设计规范AISIS100[4]、澳大利亚/新西兰规范AS/NZS4600[5]及欧盟规范Eurocode3:part1-3[6]
ETF工况试验研究[19]
【参考文献】：
期刊论文
[1]薄钢结构技术体系在我国的发展现状研究[J]. 张瑞,许志钢,樊汞江. 建筑技术开发. 2018(10)
[2]冷弯薄壁构件腹板局部受压承载力分析及设计建议[J]. 钟炜辉,孟宝,郝际平,周文斌. 建筑结构. 2015(05)
[3]冷弯薄壁型钢受弯构件特有的失稳模式[J]. 巩俊松,邓长根. 河北工程大学学报(自然科学版). 2007(04)
硕士论文
[1]冷弯薄壁非卷边槽钢承受集中荷载时的承载力[D]. 田微.西安建筑科技大学 2005
[2]冷弯薄壁槽钢腹板压屈及弯压有限元分析和设计[D]. 方圣恩.福州大学 2005
本文编号：3385231
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