壁構(gòu)件花紋鋁板在結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用 

        因良好的效益薄壁構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用?；y鋁板于其有較高的強(qiáng)度重量比和能根 據(jù)孺要生產(chǎn)出材料分布最優(yōu)的合理截面形狀。薄壁構(gòu)件通常都是由成組的花紋鋁板件組成的花紋鋁板 其寬厚比較大。因此，薄壁構(gòu)件在荷載作用下很容易由于失穩(wěn)而失效，這是薄壁構(gòu)件的基 本特性之一。對于楔形變截面H型鋼構(gòu)件而言,常用的設(shè)計理念是采用高而薄的花紋鋁板,這樣能夠充分發(fā)揮翼緣的承載能力,從而節(jié)省材料。如此雖然可能引起花紋鋁板的局部屈曲,但花紋鋁板件的屈曲并不意味著構(gòu)件承載能力的喪失。

    本文應(yīng)用非線性花紋鋁板殼有限元分析方法,對變截面壓彎構(gòu)件平面內(nèi)穩(wěn)定極限承載力進(jìn)行了分析?？紤]花紋鋁板局部屈曲和構(gòu)件整體屈曲相關(guān)作用的同時,系統(tǒng)地分析與評價了花紋鋁板寬厚比,翼緣寬厚比,構(gòu)件長細(xì)比和楔率等對壓彎構(gòu)件平面內(nèi)穩(wěn)定極限承載力的影響,并與現(xiàn)行《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102:2002計算結(jié)果進(jìn)行了比較,獲得了一些有價值的結(jié)論。剖分T型鋼花紋鋁板件局部屈曲及寬厚比限值花紋鋁花紋鋁板鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GBJ17-88規(guī)定T形截面軸壓構(gòu)件花紋鋁板寬厚比不應(yīng)超過(10+0.1λ)按國家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的T型鋼的花紋鋁板寬厚比大多超過限值?；y鋁板寬厚比超過此限值的T型鋼能否用作軸心壓桿，推廣應(yīng)用這種新材料亟待解決的問題。本文從理論分析、試驗研究、有限元計算三方面研究了剖分T型鋼花紋鋁板局部屈曲及寬厚比限值。

    通過理論分析指出軸心受力剖分T型鋼整體失穩(wěn)以彎扭屈曲為主，所以在運(yùn)用“等穩(wěn)定”方法確定花紋鋁板寬厚比限值時應(yīng)與桿件的扭轉(zhuǎn)長細(xì)比“掛鉤”并以此為出發(fā)點考慮殘余應(yīng)力、初始缺陷，應(yīng)用切線模量推導(dǎo)出了較為合理的花紋鋁板寬厚比限值公式。本文還進(jìn)行了剖分T型鋼壓桿的試驗研究以驗證理論分析的結(jié)果。另外還做了有限元分析，一方面模擬試驗中的試件，另一方面通過大量的有限元計算擬合出寬厚比限值公式以便與理論推導(dǎo)、試驗數(shù)據(jù)互為驗證。最后提出了剖分T型鋼花紋鋁板寬厚比限值公式：可供修訂鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范參考。屈曲分析中引入泡函數(shù),由熱軋H型鋼縱向切開而成的剖分T型鋼。建立了復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下薄壁花紋鋁板組結(jié)構(gòu)局部相關(guān)屈曲的泡函數(shù)有限條法。對不同支承均勻受壓花紋鋁板的屈曲性能進(jìn)行了研究,表明了泡函數(shù)有限條法在結(jié)構(gòu)廂曲分析中的有效性和經(jīng)濟(jì)性。