冷弯薄壁型钢拼合柱失稳机理与承载力通用设计方法研究

基本信息
批准号:51878055
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:周天华
学科分类:
依托单位:长安大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:聂少锋,廖芳芳,吴函恒,管宇,路延,李艳春,桑刘睿,李东,赵阳
关键词:
承载力设计通用方法拼合柱复杂失稳机理屈曲相关性冷弯薄壁型钢结构
结项摘要

The cold-formed steel built-up column which consists of several C and U section members and connected by self-drilling screws has been widely applied in engineering practice. However, such a built-up column can’t behave as a whole section member when subjected to axial compression, which causes its buckling mechanism very complex due to the non-rigid screw connection. In this condition, there seems to have no research concerning the real buckling mechanism of cold-formed built-up column, and thus experimental and theoretical investigations are conducted, including (1) the real buckling mechanism of built-up columns are system revealed with respected to three levels, namely the screw built-up plate, buckling correlation of the section plate groups and member, respectively (starting from the classical theory, considering the shear slip effect, establishing a screw built-up plate stability calculation theory); the basic rules of various kinds of buckling behavior are studied, the calculation theory of complex interactive buckling is put forward; a theoretical model for the overall instability of the built-up column is established and the corresponding calculation theory is put forward, (2) based on the above research, the general bearing capacity design method of cold-formed steel built-up column is put forward. The research results of the project can provide scientific basis for the establishment of relevant design standards, which are meaningful for improving our scientific and technological innovation capability in this field.

以若干个C型、U型构件为基本单元,通过自攻螺钉连接形成的“冷弯薄壁型钢拼合柱”已广泛应用于工程实践,但此类“拼合”柱的截面并非一个整体,在轴向受压时,因受螺钉连接的非刚性、拼合截面板组间的屈曲相关性等多因素影响,力学行为十分复杂,目前对其真实的失稳机理、通用设计方法尚无研究成果。本项目以拼合轴压柱为研究对象,采用理论和试验研究相结合的方式:(1)从螺钉拼合板、截面板组相关性和构件三个层次,系统揭示此类拼合柱的真实失稳机理,主要包括:从经典理论出发,考虑“剪切滑移”影响,建立“螺钉拼合板”稳定计算理论;研究拼合柱各类屈曲的基本规律,提出考虑拼合截面“板组效应”的复杂屈曲相关计算理论;建立拼合柱的整体失稳理论模型,提出相应的计算理论;(2)在前述基础上,提出冷弯薄壁型钢拼合轴压柱的通用承载力设计方法。项目研究成果可为编制相关设计标准提供科学依据,并对提升我国在该领域的科技创新能力意义显著。

项目摘要

由于我国人均土地资源占有量少,把技术相对较为成熟的冷弯薄壁型钢(CFS)低层住宅结构体系推广应用到“CFS多层”结构中是发展的必然趋势。在多层CFS结构中,传统的单肢构件已不能满足受力要求,工程界常以若干冷弯薄壁C型钢、U型钢为基本单元,通过自攻螺钉连接形成“冷弯薄壁型钢拼合构件”,但此类“拼合”构件的截面并非一个整体,作为柱子在轴向受压时,因受螺钉连接的非刚性、拼合截面板组间的屈曲相关性等多种因素影响,其力学行为十分复杂。目前,对其真实的失稳机理、通用设计方法等关键问题尚无研究成果。本项目以冷弯薄壁型钢拼合轴压柱为研究对象,采用理论和试验研究相结合的方法:(1)从螺钉拼合薄钢板板、截面板组相关性和构件三个层次,系统揭示此类拼合柱的真实失稳机理,主要包括:从经典理论出发,考虑“剪切滑移”影响,建立“螺钉拼合板”稳定计算理论;研究了拼合柱各类屈曲的基本规律,提出考虑拼合截面“板组效应”的复杂屈曲相关计算理论;建立拼合柱的整体失稳理论模型,提出相应的计算理论;(2)在前述基础上,提出冷弯薄壁型钢拼合轴压柱的通用承载力设计方法。通过本项目的研究,较为系统性地形成了冷弯薄壁型钢拼合截面轴压柱的稳定分析理论和承载力通用设计方法,全套分析理论和设计方法的建立可为国家、行业、地方标准的编制提供科学依据,促进CFS多层房屋结构的应用与发展,为建筑行业的“碳达峰和碳中和”提供技术支撑。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
3

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

DOI:10.3724/ SP.J.1123.2019.04013
发表时间:2019
4

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

DOI:10.19701/j.jzjg.2015.15.012
发表时间:2015
5

近 40 年米兰绿洲农用地变化及其生态承载力研究

近 40 年米兰绿洲农用地变化及其生态承载力研究

DOI:
发表时间:2020

相似国自然基金

1

开孔冷弯薄壁型钢柱畸变与整体耦合屈曲机理及设计理论研究

批准号:51508001
批准年份:2015
负责人:姚永红
学科分类:E0804
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

冷弯薄壁型钢开口截面受弯构件畸变屈曲塑性机理及设计方法研究

批准号:51308277
批准年份:2013
负责人:姚行友
学科分类:E0804
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

开孔冷弯薄壁型钢弯剪构件的屈曲破坏机理及设计方法研究

批准号:51608538
批准年份:2016
负责人:王莉萍
学科分类:E0804
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
4

冷弯薄壁型钢增强复合材料夹层梁受力机理与设计方法研究

批准号:51708255
批准年份:2017
负责人:张富宾
学科分类:E0805
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目