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冷弯薄壁G形截面柱轴压承载力研究

向 弋 ZABIHULLAH 石 宇 冉晓伟 程 睿

向 弋, ZABIHULLAH, 石 宇, 冉晓伟, 程 睿. 冷弯薄壁G形截面柱轴压承载力研究[J]. 钢结构(中英文), 2020, 35(5): 1-9. doi: 10.13206/j.gjgS20030902
引用本文: 向 弋, ZABIHULLAH, 石 宇, 冉晓伟, 程 睿. 冷弯薄壁G形截面柱轴压承载力研究[J]. 钢结构(中英文), 2020, 35(5): 1-9. doi: 10.13206/j.gjgS20030902
Yi Xiang, ZABIHULLAH, Yu Shi, Xiaowei Ran, Rui Cheng. Axial Load Capacity of Cold-Formed Steel G-Section Columns[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2020, 35(5): 1-9. doi: 10.13206/j.gjgS20030902
Citation: Yi Xiang, ZABIHULLAH, Yu Shi, Xiaowei Ran, Rui Cheng. Axial Load Capacity of Cold-Formed Steel G-Section Columns[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2020, 35(5): 1-9. doi: 10.13206/j.gjgS20030902

冷弯薄壁G形截面柱轴压承载力研究

doi: 10.13206/j.gjgS20030902
基金项目: 

国家自然科学基金资助项目(51890902)。

详细信息
    作者简介:

    向 弋:向弋,女,1994年出生,博士研究生。

Axial Load Capacity of Cold-Formed Steel G-Section Columns

  • 摘要: 冷弯薄壁型钢柱可以做成多种截面形式,其中最常用、研究最多的是U形截面(又称槽形截面)和C形截面。然而,冷弯薄壁型钢柱在拥有自重轻、施工周期短等优点的同时,也容易发生屈曲破坏,不利于结构受力。以往的研究表明:带有复杂卷边的冷弯薄壁槽钢柱(又称G形截面柱)具有较高的极限承载力以及畸变屈曲临界应力。采用试验及有限元分析方法,对两端铰接G形截面柱的轴压受力性能进行研究。
    为了解不同截面尺寸以及构件长度对G形钢柱破坏模式和极限承载力的影响,对18根名义厚度为2.0 mm的冷弯薄壁G形截面柱进行了轴压试验,分析了构件的破坏模式、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线以及极限承载力。构件共有三种截面尺寸(名义腹板高度分别为150,200,300 mm),构件长细比的变化范围为15~70。试验前对构件的实际尺寸、材料属性和初始几何缺陷进行了测量。试验中观察到:名义腹板高度为150 mm的构件发生畸变屈曲破坏;对于名义腹板高度为200 mm和300 mm的构件,当构件长度小于或等于1 000 mm时,发生局部屈曲破坏,其余长度的构件发生局部与整体相关屈曲破坏,局部屈曲的半波长度与柱子腹板高度大致相等。
    然后在有限元分析软件ABAQUS中建立有限元模型对构件进行模拟,并基于试验结果验证了模型的准确性。随后利用验证后的有限元模型分析截面翼缘宽厚比、腹板高厚比和复杂卷边尺寸对冷弯薄壁G形截面柱极限承载力的影响。结果表明,G形截面柱极限承载力随着翼缘宽厚比以及复杂卷边尺寸的增加而增加,随着腹板高厚比的增加而降低。
  • Schafer B W, Peköz T, Sarawit A. Complex edge stiffeners for thin-walled members[J]. Journal of Structural Engineering, 2006, 132(2):212-226.
    Yan J, Young B. Column tests of cold-formed steel channels with complex stiffeners[J]. Journal of Structural Engineering, 2002,128(6):737-745.
    Young B, Yan J. Design of cold-formed steel channel columns with complex edge stiffeners by direct strength method[J]. Journal of Structural Engineering, 2004, 130(11):1756-1763.
    Joint Technical Committee BD-082. Cold-formed steel structures:AS/NZS 4600[S]. Sydney,Australia:Standards Australia, 2005.
    王春刚, 张耀春. 卷边槽钢偏心受压构件极限承载力的直接强度计算方法研究[J]. 工程力学, 2009, 26(2):97-102.
    王春刚, 张壮南, 张耀春. 中间加劲复杂卷边槽钢轴心受压构件承载力试验研究[J]. 工程力学, 2013, 30(1):221-228.
    Wang C G, Zhang Z N, Zhao D Q, et al. Compression tests and numerical analysis of web-stiffened channels with complex edge stiffeners[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2016, 116:29-39.
    Manikandan P, Aruna G, Balaji S, et al. Evaluation on effectiveness of cold-formed steel column with various types of edge stiffener[J]. Arabian Journal for Science & Engineering, 2017, 42(9):4157-4168.
    尹凌峰, 葛艳丽, 唐敢,等. 基于直接强度法的冷弯薄壁开口多次卷边槽钢立柱截面形式研究[J]. 应用力学学报, 2016,33(1):136-142.
    中华人民共和国建设部. 冷弯薄壁型钢结构技术规范:GB 50018-2002[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2003.
    American Iron and Steel Institute. North American specification for the design of cold-formed steel structural members:AISI S100[S]. Washington D.C., USA:American Iron and Steel Institute, 2007.
    中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法:GB/T 228.1-2010[S]. 北京:中国标准出版社, 2011.
    邹勃. 冷弯薄壁卷边槽形轴压构件畸变相关屈曲性能研究[D]. 重庆:重庆大学,2018.
    Li Z, Schafer B W. Buckling analysis of cold-formed steel members with general boundary conditions using CUFSM:conventional and constrained finite strip methods[C]//Proceedings of the 20th International Specialty Conference on Cold-Formed Steel Structure. Saint Louis, Missouri, USA:2010:17-31.
    王海明.冷弯薄壁型钢受弯构件稳定性能研究[D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2009.
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-03-09
  • 刊出日期:  2020-07-14

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