冷成型鋼構件畸變屈曲及結構體系抗側性能研究.pdf

1、冷成型鋼結構體系源于傳統(tǒng)的木結構體系，具有綠色、環(huán)保、用鋼量省、施工速度快等優(yōu)點，在國外低層住宅中已得到廣泛應用。然而多層冷成型鋼結構才是符合我國基本國情，同時也是加快住宅產業(yè)化、預制裝配化的一條有效途徑。本文利用理論推導及數值方法對多層冷成型鋼住宅結構構件畸變屈曲及其結構體系抗側性能進行了研究，主要內容如下：
　　 1.對卷邊槽鋼壓彎構件的彈性畸變屈曲軸力-彎矩相關性進行了研究：(1)考查了相關性的主要影響因素，發(fā)現腹板翼緣高

2、寬比越大，相關曲線越偏離線性關系：對于腹板翼緣尺寸相同的槽形截面，卷邊長厚比越小，相關曲線越偏離線性關系。(2)利用有限條分析方法擬合得到不考慮彎矩梯度的卷邊槽鋼壓彎構件彈性畸變屈曲簡化計算公式。通過48種截面驗證表明簡化公式具有較高求解精度，滿足工程設計要求。(3)對等效彎矩假設應用于壓彎構件的適用性進行了分析。提出了壓彎構件彎矩梯度處理方法，并結合有限元方法給出了卷邊槽鋼壓彎構件彈性畸變屈曲放大系數公式。(4)提出了壓彎構件非彈性畸

3、變屈曲簡化公式，試驗結果比較表明簡化公式符合良好，具有借鑒價值。
　　 2.對工字梁的彈性側向\約束畸變屈曲進行了研究：(1)將現有的彈性地基壓桿模型進行適當改進，推導出兩種基于改進壓桿模型的變軸力穩(wěn)定計算表達式；借助于有限元方法，分析了現有變軸力壓桿模型方法用于組合梁約束畸變屈曲的求解精度。(2)對等效彎矩假設應用于約束畸變屈曲的適用性進行了分析，提出了約束畸變屈曲等效彎矩假設臨界長度簡化公式，進而再通過三步簡化實現了連續(xù)組合

4、梁彈性約束畸變屈曲計算。(3)基于非線性理論，推導了新的雙軸對稱工字梁側向屈曲總勢能一般表達式。該表達式在不考慮腹板畸變時，與經典側扭屈曲勢能表達式等價：在考慮腹板畸變時，可適用于端彎矩、橫向集中力及橫向分布荷載作用情況；進而根據Ritz法，推導了橫向均布荷載作用下簡支工字梁側向畸變屈曲表達式以及三角形負彎矩作用下簡支工字梁約束畸變屈曲表達式，后者亦可用于連續(xù)組合梁彈性約束畸變屈曲計算。
　　 3.對多層冷成型鋼結構的抗側及節(jié)點

5、性能進行了研究：(1)將現有的冷成型鋼結構體系通過四點改進擴展為多層冷成型鋼結構體系。(2)提出了結構整體及標準層有限元建模方法。該方法可以考慮連接件的間距和滑移影響，盡可能真實地反映了結構在水平荷載下的工作性能。(3)以6層住宅結構為例，利用本文有限元建模方法，分析了結構在風載、地震作用下的抗側性能以及加強環(huán)節(jié)點工作性能，并給出設計建議。案例同時表明：多層冷成型鋼住宅結構具有類似框架-剪力墻結構的變形特點，即呈現反S型變形；在保證施工