冷弯薄壁型钢结构屋架受力性能及设计方法的研究.pdfVIP

摘 要 本文在查阅相关文献的基础上，采用试验和非线性有限元分析两种方法，对低层冷 弯薄壁型钢结构屋架的受力性能以及设计方法进行了研究。 文中对两种不同布置形式的屋架进行了试验研究，详细介绍了试验装置、试验方法、 试件的破坏过程以及对试验数据的分析处理。通过分析发现，桁架的破坏主要是支座处 的破坏，杆件并未发生屈曲，说明桁架的破坏不是强度破坏，而是节点连接起控制作用。 有限元分析部分对两个试件进行了模拟，同时考虑了材料非线性和几何非线性问 题。采用塑性壳单元模拟桁架的弦杆和腹杆，桁架的弦杆与腹杆的自攻螺钉连接处采用 耦合的方法处理，方程组求解方法由ANSYS程序自动选择。有限元分析结果与试验值 吻合良好，从而证明了有限元分析方法的J下确性和可行性。在此基础上，对钢材强度、 截面形式，以及钢材厚度等影响桁架承载力的因素进行了参数分析，结果表明：钢材强 度、截面形式，以及钢材厚度对桁架承载力都有较大的影响。 本文通过柱挠度曲线法(CDC法)的计算，分析节点连接半刚性对冷弯薄壁C形钢桁 架压杆计算长度的影响。通过计算分析可知，冷弯薄壁C型钢桁架压杆半刚性连接的 计算长度与节点转动刚度、构件自身刚度及有效截面有关。计算了不同M一秒曲线时柱 子曲线的变化，通过对柱子曲线的对比分析，给出冷弯薄壁型钢受压杆件在平面内计算 长度系数／1的建议取值。对于受压弦杆建议其计算长度系数∥=1．0，对于受压腹杆建议 计算长度系数∥=0．9，对于端斜腹杆和端腹杆，建议其计算长度系数∥=1．0。 最后，结合已有的理论研究成果，参考国外相关的科研成果和国内结构设计方面的 规范(程)，对屋架进行了设计。 关键词：冷弯薄壁型钢桁架、承载能力、试验研究、半刚性节点、计算长度、CDC法、 设计方法 宰本课题为国家自然科学基金资助项目 国家博士点专项资金资助项目(20050710004) Abstract This detailed onmechanicalbehaviorand method papermainlypresents results design ofcold—·formedsteelroofturssinlow--riseresidentialstructurestestsandnonlinearfinite by element basedon alotofdocuments． analysis consulting The ofcold-formedsteelroofturssabouttwodifferentistested bearingcapacity styles inthis trial methodandfulltestcourseaswellasthe oftest paper．Thedevice，test analysis dataareintroducedindetailinthis resultsshowthat：the oftest paper．Test damagecoupons onthe theelementsdon’t illustratethattest happenedsupports，and buckling，this coupous don’t tothe of theconnectionan role． belongdamagestrength，and playsimportant Nonlinearfinite