冷弯薄壁型钢轴心受压构件在残余应力影响下的整体稳定性的分析.pdf

摘 要 钢结构中存在残余应力是一利一普遍现象。残余应力的存在使 构件中某些部位提前进入塑性状态，从而降低构件的整体稳定 性。它是影响构件整体稳定承载力的重要因素。我国冷弯薄壁型 钢结构技术规范GB5()()l8—2002在计算轴心受压构件的稳定承 载力时，没有直接考虑残余应力的影响。本文通过应用现有的大 型有限元软件ANsYs来着重研究冷弯薄壁型钢轴心受压构件在 残余应力影响下的整体稳定性。 本文对冷弯残余应力的实测结果和分布规律进行了分析讨 论，建立了接近实际情况的槽钢和卷边角钢的冷弯残余应力模 型，创建了能描述残余应力分布和大小的ANsYs初应力文件，并 在ANsYs稳定分析中引入该文件，得到构件在残余应力影响下的 极限荷载。该方法通过指定单元沿厚度方向5个积分点处的应力 值，来反映冷弯残余应力沿厚度方向变化的特点，并适用于模拟 各种残余应力分布。 根据残余应力大小沿杆长方向不变的特点，用VB编写了残 余应力转化程序。该程序解决了当单元量巨大时，ANsYs初应力 文件编写困难的问题，且适用于各种截面类型的构件。 本文以槽钢为主要研究对象，假定材料为理想弹塑性体，在 ANsYs中建立其有限元模型。通过对各种影响因素，尤其是在冷 弯残余应力影响下，构件整体稳定承载力的计算比较，分析残余 应力在各种情况下对构件整体稳定的影响程度。根据对有，／1000 初弯曲和冷弯残余应力的模型的稳定计算，确定了更能反映实际 情况的舻一A曲线，并与试验数据和现行规范进行了分析比较，证 明了所得的p—A曲线的合理性，建议规范将小长细比构件的稳定 系数妒适当提高。 关键词：薄壁型钢；整体稳定；残余应力；ANsYs ABSTRACT ItisaunjVersal thatresidualstresse“stsinst∞Istmctures．The phenome“on existenceofresiduaIs仃essmakescertainofmember parts developplasticityahead， reducesthewhole of Itisan factorthatinfluences member thereby stability important the ofmemberln thin-wall whole technicalcodeofc01d·formed carryingcapacity steeIstmcturesGB500l caIculationof of 8—2002，the stabilitycafryingcapacity loaded membersdoesnotconsidertheinauenceofthe他sidual axially compression ofthe finiteelementsoftware whole of Iarge ANSYS，the stress．Byusing stability membersof in lOaded cold·formedthin—walledsteeIsectionsthe axially compression em，ctofresiduaIstressisstudiedinthe