冷彎薄壁帽型截面立柱軸壓試驗研究(三)

  • 發布時間:2017-08-30 12:00
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【概要描述】圖8a為帽型截面立柱HC3010和HC3018軸向荷載-軸向壓縮位移平均值關系曲線,其中軸向位移為每級荷載作用下試件頂端位移計測量值與下端位移計所測數據的差值

冷彎薄壁帽型截面立柱軸壓試驗研究(三)

【概要描述】圖8a為帽型截面立柱HC3010和HC3018軸向荷載-軸向壓縮位移平均值關系曲線,其中軸向位移為每級荷載作用下試件頂端位移計測量值與下端位移計所測數據的差值

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2. 2 立柱極限承載力

8a為帽型截面立柱HC3010HC3018軸向荷載-軸向壓縮位移平均值關系曲線,其中軸向位移為每級荷載作用下試件頂端位移計測量值與下端位移計所測數據的差值。圖8b則為帽型截面立柱HC3010HC3018軸向壓力和跨中水平位移平均值關系曲線(其他帽型截面立柱均有類似規律)。從圖8可知,對于厚度為1.01.8mm的試件,當軸壓荷載分別達到6.517kN時,其軸壓荷載-軸壓位移平均值曲線和軸壓荷載-水平位移平均值關系曲線開始表現為非線性,且后者更加突出。這是由試件初始幾何缺陷和跨中局部失穩的原因引起的。顯然,圖8中兩條曲線的最高點相對應的軸壓荷載即為試件的極限承載力,由表3可知:同一厚度的3個試件,由于初始幾何缺陷的不同,其局部和整體失穩的形式并不一樣,相應的極限承載力亦不相同,但差別并不多。

 冷彎薄壁帽型截面立柱軸壓試驗研究

3 帽型截面立柱軸壓承載力計算及對比

參照文獻[3],在所測幾何尺寸和鋼材力學性能的基礎上,采用GB500182002《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》、美國AISIS1002007的有效截面法和直接強度法、歐洲BSEN1993132006計算了18根帽型截面立柱的平均軸壓臨界力,分別列于表4。另外,還參照文獻[13]的方法,在考慮初始缺陷時以

       
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截面邊緣纖維屈服為準則計算了18根帽型截面軸心受壓立柱的平均軸壓承載力NE,見表4

a—軸壓荷載與軸向位移關系;                                  b—軸壓荷載與跨中水平位移關系。

— ■ —HC3010; — ▲ —HC3018

8 兩立柱軸壓荷載與位移關系曲線

Fig 8 Load- displacement curves of two columns

通過以上數據對比可以得出以下結論:

1)采用GB500182002得到的計算結果Nc與試驗數據Nt相比,當帽型截面厚度分別為0.81.51.8mm時,兩者的比值分別為1.060.941.04,相差5%左右,非常接近;當帽型截面厚度分別為1.01.22.0mm時,兩者的比值分別為1.211.170.84,差別較大,達到16%21%

2)采用AISIS1002007的有效截面法得到的計算結果NAe與試驗結果Nt相比,當帽型截面厚度分別為1.21.51.8mm時,兩者的比值分別為0.990.970.98,相差3%以內,非常接近;當帽型截面厚度分別為0.81.02.0mm時,兩者的比值分別為0.851.140.87,差別較大,達到13%15%

冷彎薄壁帽型截面立柱軸壓試驗研究
3)采用AISIS1002007的直接強度法得到的計算結果NAd與試驗結果Nt相比,當帽型截面厚度為1.0mm時,兩者的比值分別為1.12,相差1 2%;其余帽型截面厚度時,兩者的比值差別不大,均在10%以內。

4)采用BSEN1993132006得到的計算結果NEd與試驗結果Nt相比,當帽型截面厚度分別為1.01.51.82.0mm時,兩者的比值分別為0.990.941.080.98,相差8%以內,比較接近;當帽型截面厚度分別為0.81.2mm時,兩者的比值分別為0.760.81,差別較大,達到19%24%

5)采用文獻[11]得到的計算結果NE與試驗結果Nt相比,當帽型截面厚度分別為0.81.21.51.8mm時,兩者的比值分別為0.991.010.970.99,相差3%以內,非常接近;當帽型截面厚度分別為1.02.0mm時,兩者的比值分別為1.200.86,差別較大,達到14%20%

綜上所述,采用AISIS1002007的直接強度法計算出的結果與試驗數據總體接近;當厚度為1.51.8mm時,4種規范及理論計算結果與試驗數據相差10%以內,吻合良好;當厚度為1.0mm時,除BSEN1993132006外,其他3種規范及理論計算結果與試驗數據相差均較大,達到12%21%,這可能是由于該厚度截面初始幾何缺陷較大引起的;同樣,當厚度為2.0mm時,除BSEN1993132006外,其他3種規范及理論計算結果與試驗數據相差均較大,達到10%16%,這可能也是由于該厚度截面初始幾何缺陷較大引起的。

 

4 結束語

以厚度分別為0.81.01.21.51.82.0mm,長度為3m的冷彎薄壁帽型截面立柱為對象,對立柱進行軸壓試驗,得到試件的破壞形式及軸壓極限承載力。采用國內外規范及理論方法進行了立柱軸壓承載力的計算,并與試驗進行比較,得到如下主要結論:

1)當帽型截面立柱的厚度較小(0.81.0mm)時,其破壞順序一般為先局部失穩、后整體彎曲或彎扭失穩;而當截面厚度較大(1.21.51.82.0mm)時,立柱一般會直接發生整體彎曲或彎扭失穩。

2)采用AISIS1002007的直接強度法計算出的結果與試驗數據總體接近。

3)當厚度為1.51.8mm時,4種規范及理論計算結果與試驗數據相差10%以內,吻合良好;當厚度為1.02.0mm時,除歐洲標準外,其他3種規范及理論計算結果與試驗數據相差均較大,達到10%21%,這可能是由于這個厚度截面初始幾何缺陷較大引起的。

 

參考文獻

1JGJ2272011低層冷彎薄壁型鋼房屋建筑技術規程[S].

2]王小平,李朋.輕鋼龍骨體系的探索與實踐[C]∥2013年全國鋼結構技術學術交流會論文集.北京:2013.

3]李朋.帽鋼龍骨片柱軸壓承載力試驗研究與理論分析[D].武漢:武漢理工大學,2014.

4]李澍.外包發泡混凝土帽鋼龍骨墻柱軸壓試驗與有限元分析[D].武漢:武漢理工大學,2015.

5 Hancock G J,Murray ThomasEllifrit Duane S Cold- Formed Steel Structures to the AISI SpecificationM .New York: Marcel Dekker INC., 2001.

6 Sun DefaOverall Stability of Open Cold- Formed Thin- Walled Steel Members with Hat Sections and Batten Plates Under Axial LoadsJ.Advanced Materials esearch,2012,368 373: 89 93.

7 Young B.Research on Cold- Formed Steel ColumnsJ. Thin-Walled Structures200846(7): 731 740.

8 Georgieva ISchueremans LVandewalle Let al.Design of Built- Up Cold- Formed Steel Columns According to the Direct Strength MethodJ.Procedia Engineering201240: 119 124.

9]王文韜,張青林,龍海濤.冷彎開口薄壁帽型截面受壓鋼構件壓彎承載力的研究[J].四川建筑科學研究,201238(1):3336.

10]趙峰,趙炳云.軸壓構件帽型截面綴板的優化與配置[J].鋼結構,200621(2):5616.

11]劉烽.外包發泡混凝土帽鋼片柱軸壓承載力有限元分析[D].武漢:武漢理工大學,2014.

12]王小平,李志強,李澍.外包發泡混凝土帽鋼龍骨組合立柱軸壓承載力試驗及分析[J].鋼結構,201631(2):5963.

13]陳驥.鋼結構穩定理論與設計[M].5版.北京:科學出版社,2011.

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