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随着“一带一路”建设的推动，我国不锈钢等建材行业进入新的经济增长阶段。冷弯薄壁型钢是不锈钢结构中应用较广的构件形式之一，具有自重轻、强度高、延性好等优势，其应用前景十分广阔。然而，冷弯薄壁型钢构件由于其壁薄、板件宽厚比大且多为开口截面，极易受到多种失稳模态的影响。目前，我国针对此类构件的设计规范和相关研究尚未完善，相应设计规范亟需理论基础和技术支持。因此，本文对卷边C形截面不锈钢轴心受压柱的整体-局部相关屈曲极限承载力开展试验研究和数值模拟，揭示了其整体-局部相关屈曲受力性能和破坏过程，考察了其整体-局部相关屈曲承载力的影响因素，并给出了卷边 C 形截面不锈钢轴心受压柱整体-局部相关屈曲承载力的直接强度法计算公式。
本文首先对已有的构件局部屈曲承载力计算方法、整体屈曲承载力计算方法和整体-局部相关屈曲承载力计算方法进行全面归纳分析与总结，包括有效宽度法和直接强度法。然后，基于国产奥氏体S30408不锈钢材料，本文开展了8个不锈钢平板区材料试件力学性能试验和20根轴心受压卷边C形截面不锈钢柱试件承载力试验。平板区材料分为1.5mm和2.0mm两种不同的厚度，通过材料力学性能试验，可获得试验用不锈钢材料的应变硬化系数、初始弹性模量和名义屈服强度。通过轴心受压卷边C形截面不锈钢柱试件承载力试验，揭示了局部屈曲波的发展过程，获得了各试件的整体-局部相关屈曲极限承载力、荷载-轴向位移曲线、荷载-侧向位移曲线、荷载-转角曲线和荷载-各测点应变曲线。在试验过程中，所有试件均发生了整体-局部相关屈曲破坏，且大部分试件先发生局部屈曲，后发生整体屈曲。
采用有限元分析软件ABAQUS，对轴心受压卷边C形截面不锈钢柱试验试件的受力过程进行模拟分析，并将有限元分析结果与试验结果进行对比，两者吻合较好，验证了有限元模型的准确性。在此基础上，对影响卷边 C 形截面不锈钢轴心受压柱整体-局部相关屈曲承载力的因素进行分析，包括不锈钢材料力学性能、转角区材料强度提高、初始几何缺陷、构件长细比、构件高宽比和构件相关屈曲长细比。分析结果表明：在一定范围内，材料应变硬化系数和转角区材料强度提高对卷边C形截面不锈钢轴心受压柱整体-局部相关屈曲承载力的影响较小；材料名义屈服强度、初始几何缺陷幅值、构件长细比和构件高宽比对卷边 C 形截面不锈钢轴心受压柱整体-局部相关屈曲承载力的影响较为显著；构件相关屈曲长细比与整体-局部相关屈曲承载力之间存在强相关性，构件相关屈曲长细比是求解构件整体-局部相关屈曲承载力的关键参数。
最后，本文利用有线条计算软件CUFSM，对卷边C形截面不锈钢柱的弹性局部屈曲临界应力进行研究，拟合出适合卷边C形截面不锈钢柱的局部屈曲临界应力的实用计算公式；且运用已有的整体-局部相关屈曲直接强度法公式对试验试件的承载力进行计算，计算结果表明，《北美冷成型钢结构设计规范》中的直接强度法公式和Becque修正 后的直接强度法公式计算得到的试件承载力均略为保守，不适用于轴心受压卷边C形截面不锈钢柱整体-局部相关屈曲承载力的计算。因此，本文借助有限元分析软件ABAQUS对138个卷边C形截面不锈钢柱进行整体-局部相关屈曲承载力计算，拟合出卷边C形截面不锈钢轴心受压柱整体-局部相关屈曲承载力的直接强度法公式；将计算结果与试验结果进行对比，分析结果表明：本文拟合公式能够较好地预测C形截面不锈钢轴心受压柱整体-局部相关屈曲承载力。最后，本文对拟合公式进行可靠度分析，计算得到其可靠度指标均大于3.2，拟合公式能够满足可靠度要求。
本文首先对已有的构件局部屈曲承载力计算方法、整体屈曲承载力计算方法和整体-局部相关屈曲承载力计算方法进行全面归纳分析与总结，包括有效宽度法和直接强度法。然后，基于国产奥氏体S30408不锈钢材料，本文开展了8个不锈钢平板区材料试件力学性能试验和20根轴心受压卷边C形截面不锈钢柱试件承载力试验。平板区材料分为1.5mm和2.0mm两种不同的厚度，通过材料力学性能试验，可获得试验用不锈钢材料的应变硬化系数、初始弹性模量和名义屈服强度。通过轴心受压卷边C形截面不锈钢柱试件承载力试验，揭示了局部屈曲波的发展过程，获得了各试件的整体-局部相关屈曲极限承载力、荷载-轴向位移曲线、荷载-侧向位移曲线、荷载-转角曲线和荷载-各测点应变曲线。在试验过程中，所有试件均发生了整体-局部相关屈曲破坏，且大部分试件先发生局部屈曲，后发生整体屈曲。
采用有限元分析软件ABAQUS，对轴心受压卷边C形截面不锈钢柱试验试件的受力过程进行模拟分析，并将有限元分析结果与试验结果进行对比，两者吻合较好，验证了有限元模型的准确性。在此基础上，对影响卷边 C 形截面不锈钢轴心受压柱整体-局部相关屈曲承载力的因素进行分析，包括不锈钢材料力学性能、转角区材料强度提高、初始几何缺陷、构件长细比、构件高宽比和构件相关屈曲长细比。分析结果表明：在一定范围内，材料应变硬化系数和转角区材料强度提高对卷边C形截面不锈钢轴心受压柱整体-局部相关屈曲承载力的影响较小；材料名义屈服强度、初始几何缺陷幅值、构件长细比和构件高宽比对卷边 C 形截面不锈钢轴心受压柱整体-局部相关屈曲承载力的影响较为显著；构件相关屈曲长细比与整体-局部相关屈曲承载力之间存在强相关性，构件相关屈曲长细比是求解构件整体-局部相关屈曲承载力的关键参数。
最后，本文利用有线条计算软件CUFSM，对卷边C形截面不锈钢柱的弹性局部屈曲临界应力进行研究，拟合出适合卷边C形截面不锈钢柱的局部屈曲临界应力的实用计算公式；且运用已有的整体-局部相关屈曲直接强度法公式对试验试件的承载力进行计算，计算结果表明，《北美冷成型钢结构设计规范》中的直接强度法公式和Becque修正 后的直接强度法公式计算得到的试件承载力均略为保守，不适用于轴心受压卷边C形截面不锈钢柱整体-局部相关屈曲承载力的计算。因此，本文借助有限元分析软件ABAQUS对138个卷边C形截面不锈钢柱进行整体-局部相关屈曲承载力计算，拟合出卷边C形截面不锈钢轴心受压柱整体-局部相关屈曲承载力的直接强度法公式；将计算结果与试验结果进行对比，分析结果表明：本文拟合公式能够较好地预测C形截面不锈钢轴心受压柱整体-局部相关屈曲承载力。最后，本文对拟合公式进行可靠度分析，计算得到其可靠度指标均大于3.2，拟合公式能够满足可靠度要求。