分析C型、Z型截面冷弯型钢畸变屈曲性能有效宽度法

冷弯型钢檩条的有效截面

冷弯型钢檩条按(gb50018—2002)计算,截面大多达不到完全有效,需对其作屈曲后的强度计算。而翼缘非全部有效的卷边槽钢、z形钢毫无对称性,使应力分析计算十分复杂。本文针对承受重力荷载檩条的特点,论证畸变屈曲对设计不起控制作用,从而得出翼缘和腹板全部有效比较宽松的条件,现有卷边槽钢和z形钢规格大部分全部有效。提出的公式既可简化计算,又可节省钢材。

针对冷弯薄壁c型钢受弯时畸变屈曲的模态,提出在腹板与翼缘相交的棱线处设置隔板来提高屈曲荷载,并对不同隔板布置方式以及隔板形式对畸变屈曲荷载影响的效果进行有限元分析。

在国内外对畸变屈曲研究成果的基础上,对冷弯薄壁c形截面槽钢在轴心受压和对称轴平面内偏心压力下的畸变屈曲进行试验研究,并与理论分析结果进行了对比分析。

关于冷弯型钢，天津泛化冷弯型钢厂有着多年的生产经验，对此作给出以下见解供参考： 冷弯型钢是一种经济的截面轻型薄壁钢材，也称为钢制冷弯型材或冷弯型材。它是以热轧或 冷轧带钢为坯料经弯曲成型制成的各种截面形状尺寸的型钢。冷弯型钢具有以下特点： 1．截面经济合理，节省材料。冷弯型钢的截面形状可以根据需要设计，结构合理，单位重 量的截面系数高于热轧型钢。在同样负荷下，可减轻构件重量，节约材料。冷弯型钢用于建 筑结构可比热轧型钢节约金属38-50%，用于农业机械和车辆可节约金属15-60%。方便 施工，降低综合费用。 2．品种繁多，可以生产用一般热轧方法难以生产的壁厚均匀、截面形状复杂的各种型材和 各种不同材质的冷弯型钢。 3．产品表面光洁，外观好，尺寸精确，而且长度也可以根据需要灵活调整，全部按定尺或 倍尺供应，提高材料的利用率。 4．生产中还可与冲孔等工序相配合，以满

采用板壳单元离散变截面h型钢柱,并同时考虑构件整体与局部初始缺陷、残余应力、材料屈服、几何非线性等因素的影响。根据数值分析的结果,重点研究了腹板宽厚比、腹板楔率、翼缘宽厚比、长细比等参数对板件局部屈曲与构件整体稳定的影响,总结了压力作用下变截面h型钢柱局部屈曲、整体屈曲和相关屈曲的发展过程以及影响因素。

mbs?常用冷弯c型檩截面性能参考表 规格尺寸h×b ×t1×t2 截 面面 积 cm2 理 论重 量 kg/m 性能参数 x-xy-y ix cm4 wxc m3 ix cm iy cm4 wymax cm3 wymin cm3 iy cm c100×40×20×2. 5 5.254.1278.815.73.8712.68.64.91.5 4 c100×50×15×2. 5 5.504.3188.017.64.0019.0 10. 9 5.8 1.8 5 c120×50×20×2. 56.254.90 139. 023.14.7122.8 13. 16.9 1.9 0 c120×50×20×3. 07.105.57 152. 125.34.6324.4 14. 37.4

介绍冷弯c型钢横截面上压力分布的计算方法。着重阐述非对称弯曲状态下,直边横截面上压力的计算公式。文中介绍的公式,是型钢冷弯成型工艺计算力能参数的基本依据。

采用有限元软件abaqus对卷边z型钢梁进行线弹性畸变屈曲分析,针对其畸变屈曲模态,在沿梁的长度方向加设一定数量的连杆或隔板来防止畸变屈曲的发生。通过有限元对加固后的z型钢梁进行分析,比较各种加固措施,提出有效的加固方法。

采用有限元软件ansys,选取7种加劲尺寸的冷弯薄壁c型钢轴压构件,对畸变屈曲性能进行模拟分析,并与c型钢构件模拟结果进行对比分析,得出截面加劲时临界荷载增大及最大变形减小的趋势和效果。通过对7种加劲尺寸c型钢构件的数据分析,得出相对合理的加劲区范围以供参考。

采用《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、北美规范、澳洲规范以及低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程(报批稿)对文献[2]的18根冷弯型钢纯弯构件畸变屈曲极限承载力进行了计算分析。结果表明:《冷弯薄壁型钢结构技术规范》过于保守,北美规范、澳洲规范虽与试验比较吻合但安全性不高,而《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》(报批稿)具有较好的安全度,建议可用于冷弯型钢受弯构件畸变屈曲极限承载力的计算。

闭口冷弯型钢不可避免存在空弯,辊型构成除侧曲外还要加上压辊。这样不易产生横向位移,弯曲角不易改变.为使成品断面有相同的内圆角半径,上部闭合小边自由弯曲的弯曲角应比底部弯曲角大4-8°.在自由弯曲时位于弯曲部位的即将发生弯曲变形的直线区段金属应平均分在每一条边上,各架圆角半径均取相同数值,即比成品半径小1-2mm。

冷弯薄壁型钢低层住宅房屋体系的墙体一般由墙体密立柱、墙面围护材料组成墙面材料不仅是建筑的需要,同时也能在一定程度上对墙体立柱提供有效的支承作用通过简化推导,建立起了考虑墙板的支承效应时墙体立柱的力学模型,并在弹性范围内,分别利用rayleighritz法推导出了墙体立柱两端简支、两端固定、一端固定一端自由和一端简支一端固定等4种典型边界条件下墙体立柱的整体屈曲临界荷载,并将其转化成为常规形式的表达式,可供设计、研究参考

采用ansys软件中的板壳元,考虑双重非线性,对梁端受等弯矩、不等同号弯矩、不等异号弯矩和梁上均布荷载和两端简支与固接情况下双段变截面h型钢梁进行了全过程分析,并同时考虑了纵向焊接残余应力、初始几何缺陷的影响。根据获得的构件荷载-位移曲线和不同荷载时刻的构件整体与局部变形形态,对比分析了不同荷载工况对双段变截面梁的承载力、整体刚度、相关屈曲、塑性扩展等性能的影响。研究结果表明,对于受弯矩作用的双段变截面h型钢薄壁梁,其腹板宽厚比可尽量取大值;剪力对梁的相关屈曲性能影响很大,对主要受剪力作用的梁,要防止发生腹板局部屈曲;固接约束极大改善构件性能。

对截面形式为ts40和ts61的19根550mpa高强冷弯薄壁型钢帽形截面简支檩条进行受弯试验分析其局部屈曲性能,并采用有限条程序cufsm对这两种简支檩条局部屈曲应力进行计算分析,计算结果与试验值吻合较好。采用有限条程序对帽形截面受弯构件的翼缘宽厚比、腹板翼缘宽度比、卷边翼缘宽度比、腹板翼缘夹角等参数进行计算分析,结果表明腹板翼缘宽度比是影响帽形截面简支檩条受压翼缘局部屈曲稳定系数的重要因素。利用考虑板组相关的我国现行规范《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(gb50018-2002)和英国冷成型薄壁构件设计标准(bs5950-5:1998)对帽形截面简支檩条受压翼缘局部屈曲稳定系数进行计算分析表明:我国规范在腹板翼缘宽度比小于1.5时偏于不安全,大于1.5时偏于保守,而英国规范相对比较安全。在参数分析的基础上,提出了考虑板组相关的帽形截面简支檩条受压翼缘弹性局部屈曲稳定系数计算公式,建议公式可供工程设计和修订规范参考。

mbs?常用冷弯c型檩截面性能参考表 规格尺寸h×b ×t1×t2 截 面面 积 cm2 理 论重 量 kg/m 性能参数 x-xy-y ix cm4 wxc m3 ix cm iy cm4 wymax cm3 wymin cm3 iy cm c100×40×20×2. 5 5.254.1278.815.73.8712.68.64.91.5 4 c100×50×15×2. 5 5.504.3188.017.64.0019.010. 9 5.81.8 5 c120×50×20×2. 5 6.254.90139. 0 23.14.7122.813. 1 6.91.9 0 c120×50×20×3. 0 7.105.57152. 1 25.34.6324.414. 3 7.41

防屈曲钢支撑滞回性能有限元分析

随着高强冷弯薄壁型钢在建筑业中的大规模应用,使得构件畸变屈曲的出现可能先于板件的局部屈曲,成为构件失效控制模式。畸变屈曲的破坏机理不同于局部屈曲,其弹性屈曲应力计算过程也大相径庭。现有畸变屈曲临界应力的计算公式异常复杂,在设计中可以借助数值分析的方法进行计算。有限条方法和有限元方法是常用的两种数值分析方法,采用有限条方法和有限元方法计算了冷弯薄壁型钢柱构件弹性畸变屈曲应力和屈曲半波长度,对比研究发现二者结果非常接近,均可用于分析柱试件的弹性畸变屈曲。

薄壁h型钢梁的相关屈曲性能研究是进行其稳定设计的基础.作者以ansys分析软件为工作平台,采用基于shell181单元的双重非线性限元方法,对变截面h型钢梁的相关屈曲性能进行了深入研究.以计算获得的构件荷载位移曲线、不同荷载时刻的整体和局部变形形态为研究对象,重点考察了初始几何缺陷模式对等、变截面h型钢梁的相关屈曲性能的影响以及轴力对变截面h型钢梁的相关屈曲的影响.

冷弯薄壁型钢受弯构件局部屈曲性能研究 姚行友 1 ,　郭彦利 2 (11同济大学土木工程学院,　上海　200092;　21广东海洋大学工程学院,　广东　湛江　524088) 　　【摘　要】　采用有限条程序cufsm对截面形式为ts40和ts61的19根550mpa高强冷弯薄壁型钢帽形截面 简支檩条受弯构件局部屈曲应力进行分析,计算结果与试验值吻合较好。利用有限条程序对帽形截面受弯构件 的翼缘宽厚比、腹板翼缘宽度比、卷边翼缘宽度比、腹板翼缘夹角等参数进行计算分析,结果表明腹板翼缘宽度比 是影响帽形截面简支檩条受压翼缘局部屈曲稳定系数的重要因素。利用考虑板组相关的我国现行规范gb50018 -2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》和英国冷成型薄壁构件设计标准(bs5950-5:1998)对帽形截面简支檩条受压 翼缘局部屈曲稳定系数进行

冷弯薄壁型钢受弯构件局部屈曲性能研究——采用有限条程序cufsm对截面形式为ts40和ts61的19根550mpa高强冷弯薄壁型钢帽形截面简支檩条受弯构件局部屈曲应力进行分析，计算结果与试验值吻合较好。利用有限条程序对帽形截面受弯构件的翼缘宽厚比、腹板翼缘宽度比...

以有限元分析软件ansys为工作平台,基于非线性板壳有限元理论,采用壳单元对等截面h型钢梁考虑双重非线性的全过程分析,从而对其屈曲性能进行深入的研究。通过变化构件腹板、翼缘的残余应力峰值,从荷载-位移曲线、承载力、变形的发展等方面入手,分析了残余应力对等截面h型钢梁屈曲性能的影响,获得了一些有价值的结论。