冷弯薄壁型钢住宅墙体立柱的承载力研究

【摘要】：由冷弯薄壁型钢墙体立柱(U形或C形截面)组成的墙架体系在低层住宅建筑中的应用越来越广泛,然而对于其中墙体立柱的承载力性能的研究目前还不够充分,设计规范中相关的条文还不够成熟。由于初始几何缺陷、残余应力、立柱和导梁截面板件的厚度以及导梁对立柱的约束等因素,使得墙体立柱的承载力的确定比较复杂。本文引用国外最新的试验研究资料,对冷弯薄壁型钢住宅墙体立柱在轴心荷载作用下的承载力进行了研究。 本文利用大型通用有限元软件ANSYS9.0对墙体立柱进行了非线性数值模拟,所得有限元计算结果与国外最新试验数据吻合良好。在验证的有限元模型基础上,本文对75mm和200mm两种典型的墙体立柱的各参数进行了研究,分析结果表明:对于75mm墙体立柱其承载力是由弯曲屈曲控制,对于200mm立柱其承载力是由腹板的局部屈曲控制;对于75mm和200mm立柱,影响其承载力的主要因素是导梁板件厚度和梁柱的线刚度比,材料强度、立柱板件厚度对立柱承载力的影响甚微;此外分析还表明随着梁柱线刚度比的增加,根据承载力计算的立柱的计算长度系数逐渐接近于两端固接的轴心受压构件,按照两端铰接的轴心受压构件来确定立柱的计算长度是偏于保守的。