【摘 要】
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近年来,随着钢结构发展,剖分T型钢可用来替代双角钢用在钢桁架中作为上下弦杆,同时使得构造简化,具有较好的经济效益。T型钢应用中主要的受力形式为轴压或剪心受压。目前,国内外多数钢结构设计规范在构件承载力计算时存在一些不足。如我国规范在承载力设计时,忽略板间相互作用,不考虑应变强化等。欧洲钢结构设计规范采用截面分类法对构件进行设计,根据板件宽厚比,把截面分为四类,在第Ⅱ和第Ⅲ类截面设计时存在不连续的断
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近年来,随着钢结构发展,剖分T型钢可用来替代双角钢用在钢桁架中作为上下弦杆,同时使得构造简化,具有较好的经济效益。T型钢应用中主要的受力形式为轴压或剪心受压。目前,国内外多数钢结构设计规范在构件承载力计算时存在一些不足。如我国规范在承载力设计时,忽略板间相互作用,不考虑应变强化等。欧洲钢结构设计规范采用截面分类法对构件进行设计,根据板件宽厚比,把截面分为四类,在第Ⅱ和第Ⅲ类截面设计时存在不连续的断层现象。OIC(Overall Interaction Concept)方法基于改进的Aryton-perry公式不仅理论完善且应用简便,能有效处理上述规范中弊端。国内外大多将OIC方法应用于闭口截面,拓展至剖分T型钢压杆的理论仍处于空白,亟待进一步研究。本文采用大型通用软件ABAQUS对剖分T型钢轴压、剪心受压下屈曲承载力性能进行模拟,考虑材料应变强化、初始几何缺陷及残余应力等因素。经试验数据验证模型准确性,进一步对可能影响构件极限承载力的变参:屈服强度f_y、截面高宽比H/B、腹板与翼缘厚度比t_w/t_f及荷载作用位置进行分析研究。结果表明材料屈服强度对轴压及剪心受压剖分T型钢正则化极限承载力无明显影响,最大差值6%,故拟合OIC建议公式时不予考虑,截面高宽比H/B对剖分T型钢压杆影响显著,主要影响区处于正则化长细比中间值,此时构件屈曲模态及对于缺陷敏感度不同。腹板与翼缘厚度比t_w/t_f影响与H/B类同,在拟合OIC建议公式应同时考虑H/B与t_w/t_f影响。当荷载作用线由截面形心移至截面剪切中心时,构件极限承载力最大下降75.84%,因此把所受压力的作用线由形心轴移动到剪切中心轴,将造成构件稳定承载力损失。工程设计者需对这一问题提高警惕。基于数值模型计算结果,本文提出了剖分T型钢轴压及剪心受压构件建议OIC公式,同时与我国规范、美国设计规范及欧洲设计规范进行对比分析。最后利用现有实验数据验证所提建议OIC公式准确性,可知,所提建议公式无论从连续性还是精确性考虑较其他设计方法都更优。
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