腹板开孔冷弯槽钢轴压柱畸变和局部屈曲试验与直接强度法研究

作     者：余聪达 赵金友 黄腾 李伟 YU Congda;ZHAO Jinyou;HUANG Peng;LI Wei

作者机构：上海应用技术大学城市建设与安全工程学院上海201418 

出 版 物：《建筑结构学报》 (Journal of Building Structures)

年 卷 期：2025年第46卷第2期

页      面：191-200页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52478188) 上海应用技术大学人才引进项目(YJ2022-24) 

主　　题：腹板开孔冷弯槽钢柱 孔高比 静力试验 屈曲性能 直接强度法 

摘      要：为研究腹板开孔冷弯槽钢轴压柱的屈曲性能并完善直接强度法(direct strength method,DSM),对孔高比分别为0.2、0.4、0.6和0.8的腹板开孔冷弯槽钢轴压柱进行了试验研究。试验结果表明:短卷边槽钢柱均发生以畸变屈曲变形为主的破坏,长卷边槽钢柱均发生以局部屈曲变形为主的破坏,变形均随孔高比的增大而减小;开孔柱承载力随孔高比的增大显著降低,孔高比为0.2、0.4、0.6和0.8时的承载力降低幅度分别为3.4%、10.8%、15.5%以及31.6%。采用ANSYS有限元软件对试验进行模拟,并开展参数分析,发现随着孔高比的增大构件承载力下降趋势逐渐增大。基于试验结果、有限元参数分析结果和北美冷弯型钢结构设计规范(AISI S100—2016)中无孔冷弯槽钢柱DSM设计公式,提出了腹板开不同孔高的冷弯槽钢轴压柱承载力DSM设计公式,应用该公式无需计算开孔构件的弹性临界屈曲应力,使得计算过程大为简化。