剖分T型钢轴心受压构件整体稳定承载力的试验与理论研究*

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《钢结构设计规范》(GB50017-2003)修正了GBJ17-88中关于剖分T型钢轴心受压构件的稳定设计的相关条款。GB50017-2003认为,对于单轴对称截面轴心受压构件,绕截面对称轴的稳定属于弯扭屈曲问题。为了利于热轧剖分T型钢这种材料的推广利用,有必要通过实验来进一步验证其修正的合理性。本文对剖分T型钢构件进行了轴心受压整体稳定承载力理论研究:首先,阐述了剖分T型钢轴心受压构件弯曲屈曲和弯扭屈曲两种失稳形式;其次,认为影响构件的弹塑性稳定整体承载力的主要因素是初弯曲、初偏心和残余应力;最后,按照GB50017-2003规范提出弯扭屈曲换算长细比的计算方法。为了验证理论推导的合理性,在西安建筑科技大学结构实验室作了三种不同截面,每种截面各取五种不同长细比,共十五个试件的轴心受压试验及相应的材性试验;根据材性试验,在同时考虑残余应力和初始缺陷的情况下,对这十五个试件进行了线性和非线性的有限单元法分析,得出相应构件的屈曲模态、屈曲荷载和荷载—位移曲线,屈曲模态和荷载—位移曲线与理论分析和实验研究是相符合的。通过以上三方面的分析,认为GB50017-2003对剖分T型钢整体稳定计算的方法是基本合适的,能够保证安全,而且是保守的。建议长细比不大的构件不能用宽厚比大的型钢规格。
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