论文部分内容阅读
冷弯薄壁型钢构件因为优异的性能重量比、生产周期短、便于装配等优点已经被广泛使用到了民用与工业结构。近些年来伴随着金属提炼技术的不断发展，冷弯钢构件已慢慢向着强度高、厚度小、截面形状多样的趋势发展，其局部稳定性有了很大提高，畸变屈曲则成为控制构件极限承载力的重要因素，而槽钢截面作为屋面檩条最常用的型钢，对其进行稳定性与优化的研究就变得尤为重要。本文将对槽钢钢构件的畸变屈曲与优化进行研究。 首先,采用计算冷弯薄壁槽钢极限承载力的方法即直接强度法(DSM)与遗传算法相结合，以冷弯槽钢在轴心受压、偏心受压和纯弯作用下的计算分析实例，将截面的卷边角度设为优化设计的变量，搜寻让构件畸变屈曲承载最优的卷边角度。观察可以发现，构件的畸变屈曲后极限承载力在卷边角度在95°-110°之间时处于峰值，同时考虑了轴压、偏压与纯弯的受力情况，将卷边角度100°作为构件的最优角度。 其次，采用翼缘-卷边模型，通过能量法，推导出构件在轴压与纯弯情况下弹性畸变屈曲临界应力的计算公式。并将计算结果与有限条(CUFSM)、广义梁理论(GBT)进行对比，验证该模型的准确性；并将翼缘-卷边模型扩展至加劲翼缘-卷边模型，最后该模型可计算翼缘受不同类型加劲时的槽钢截面的畸变屈曲临界应力。此外，提出槽钢构件畸变屈曲的整体分析模型，该模型无需使用扭转弹簧来等效腹板对翼缘-卷边的约束，采用Hermit插值函数假设腹板发生畸变屈曲时的位移函数，从而推导出纯弯情况下构件畸变屈临界应力的计算公式，并与有限条对比验证该模型的准确性。 最后，将前述推导的临界应力计算公式与直接强度法相结合，对构件截面进行优化设计，从而提升构件承载力。并进行相应的轴压实验，与计算值进行对比。