【摘 要】
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钢异形柱结构可以将凸出墙面的柱体隐藏于墙体内,避免柱角凸出对室内观瞻及使用空间的影响,增加房屋建筑的有效使用面积,改善建筑使用功能,提高钢结构住宅建筑设计的灵活性。
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钢异形柱结构可以将凸出墙面的柱体隐藏于墙体内,避免柱角凸出对室内观瞻及使用空间的影响,增加房屋建筑的有效使用面积,改善建筑使用功能,提高钢结构住宅建筑设计的灵活性。但传统开口截面钢异形柱稳定性较弱,承载力低,没有更好地发挥材料作用。本文提出方核十字形、方核L形和方核T形三种截面形式,利用有限元特征值屈曲及非线性屈曲方法,分析了三种截面形式钢柱的稳定性,研究了截面几何尺寸对稳定性的影响,主要做了以下工作:采用有限元特征值屈曲法,研究了展臂腹板厚、展臂翼缘板厚、展臂长(T形腹板高)及方核壁厚对方核十字形钢柱临界应力的影响;研究了展臂腹板厚、展臂翼缘板厚、展臂长(T形腹板高)及方核壁厚对方核T形钢柱临界应力的影响;研究了展臂腹板厚、展臂翼缘板厚、展臂长(T形腹板高)及方核壁厚对方核L形钢柱临界应力的影响。分别绘制了三种方核异形柱临界应力与展臂宽度以及展臂板、翼缘板、核心壁的宽厚比等多种关系曲线,确定最佳截面尺寸比例关系,为设计截面提供参考。采用非线性屈曲方法,研究了长细比对方核十字形钢柱、方核T形钢柱及方核L形钢柱临界应力的影响。详细分析了三种方核异形钢柱屈曲模态、破坏形式,计算了三种方核异形钢柱的稳定系数并绘制钢柱稳定系数与柱高关系曲线,与规范给出的a类、b类柱子曲线对比分析,建议按b类柱子曲线设计三种方核异形钢柱。分别对用于钢结构中柱、边柱、角柱的不同类型截面钢柱的截面参数进行了对比,对等截面积的不同类型截面钢柱在相同条件下进行非线性曲屈分析,对比各类截面钢柱的屈曲模态及临界应力。结果表明:方核异形钢柱临界应力高于相同截面积的H形、十字形、T形及L形钢柱临界应力。
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