冷彎薄壁型鋼雙肢抱合箱形截面柱軸向受力性能研究

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1、分類號(hào):TU310710-2012128009碩士學(xué)位論文冷彎薄壁型鋼雙肢抱合箱形截面柱軸向受力性能研究李方濤導(dǎo)師姓名職稱周天華教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)名稱結(jié)構(gòu)工程論文提交日期2015年06月01日論文答辯日期2015年06月11日學(xué)位授予單位長(zhǎng)安大學(xué)ResearchonAxiallyCompressedBehaviorofDoubleLimbsBoxSectionBulit-upCold-formedSteelColumnsAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCa

2、ndidate:LiFangtaoSupervisor:Prof.ZhouTianhuaChang’anUniversity,Xi’an,China摘要冷彎薄壁型鋼雙肢抱合箱形截面柱,是由單肢C型和單肢U型截面基本構(gòu)件,通過(guò)自攻螺釘連接翼緣拼合而成的。本文通過(guò)試驗(yàn)和有限元分析對(duì)該截面形式柱的軸向受力性能進(jìn)行研究,并對(duì)現(xiàn)行規(guī)范中的軸壓、偏壓構(gòu)件的承載力計(jì)算提出相應(yīng)的建議計(jì)算方法,具體工作如下:(1)試驗(yàn)了一批冷彎薄壁型鋼雙肢抱合箱形截面柱的軸壓試件和偏壓試件。詳細(xì)介紹了試驗(yàn)裝置、試驗(yàn)方法、試驗(yàn)現(xiàn)象、破壞模式等,

3、并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析和對(duì)比。(2)采用有限元軟件ABAQUS對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行模擬。建立了考慮幾何非線性、材料非線性和接觸非線性的冷彎薄壁型鋼雙肢抱合箱形截面柱的有限元模型,并將有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,吻合良好,驗(yàn)證了有限元模型的正確性。(3)針對(duì)構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比、腹板高厚比、偏心方向和偏心距這三個(gè)因素進(jìn)行了變參數(shù)分析,通過(guò)對(duì)比變參數(shù)分析的結(jié)果可以得出:拼合立柱的極限承載力隨長(zhǎng)細(xì)比和腹板高厚比的增大而減小,不同的偏心方向和偏心距也會(huì)對(duì)拼合立柱的極限承載力和破壞模式造成很大影響。最后,按照中國(guó)規(guī)范GB50018-

4、2002和美國(guó)AISI2007規(guī)范規(guī)定的計(jì)算方法,計(jì)算了試驗(yàn)試件和有限元變參數(shù)試件的極限承載力,并將計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果及有限元分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,通過(guò)分析對(duì)比結(jié)果,在中國(guó)規(guī)范的計(jì)算方法的基礎(chǔ)上,提出了適用于冷彎薄壁型鋼雙肢抱合箱形截面柱的軸壓、偏壓極限承載力的計(jì)算方法。關(guān)鍵詞:冷彎薄壁型鋼,雙肢抱合箱形立柱,軸壓,偏壓,極限承載力,試驗(yàn)研究,非線性有限元,建議計(jì)算方法★本文研究得到高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金項(xiàng)目(20110205110006)和陜西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2012JQ7014)資助。iAbstr

5、actDoublelimbsboxsectionbuilt-upcold-formedsteelcolumniscomposedofaC-sectionandaU-sectionmemberconnectedbyself-drillingscrewsattheflange.Inthisarticle,theaxiallycompressedbehaviorofthecolumnsisreaserchedbyexperimentandfiniteelementanalysis,thesuggestedcalcu

6、lationmethodofthebearingcapacityoftheaxiallycompressedandtheeccentriccompressedcolumnsinthecurrentspecificationisproposed.Detailsareasfollows:(1)Alotofdoublelimbsboxsectionbuilt-upcold-formedsteelcolumnsaretested,includeofaxialcompressionspecimensandeccentr

7、iccompressionspecimens.Introducedthetestdevices,testmethod,testprocess,thefailuremode,etcindetails.Thenthetestresultsareanalyzedandcompared.(2)UsingthefiniteelementsoftwareABAQUStosimulatetheexperiment.Setupthefiniteelementmodelsofdoublelimbsboxsectionbuilt

8、-upcold-formedsteelcolumnsthatconsideringgeometricnonlinearity,materialnonlinearityandcontactnonlinearity.Thecomparisonoffiniteelementanalysisresultandthetestresultsshowsthattheyareagreewellwitheachoth

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