折叠翼缘冷弯薄壁C型钢构件抗弯性能研究

Abstract

将普通C型钢截面翼缘段弯折形成折叠翼缘截面，可以降低翼缘宽厚比同时增大截面高度，从而改善受弯构件的稳定性能并提高抗弯承载力。为了研究折叠翼缘冷弯薄壁C型钢构件在纯弯状态下的抗弯性能，采用ABAQUS有限元软件建立了数值计算模型，分析了板件宽厚比、板件间角度和板件相对尺寸等参数变化对构件极限承载力、屈曲破坏模式、变形特征及应力分布的影响，并与普通C型钢构件的抗弯性能作对比分析。在此基础上，开展了抗弯承载力计算方法研究。数值分析结果表明：折叠翼缘构件发生了畸变屈曲以及局部和畸变的相关屈曲，并且翼缘与卷边的不同组合形成了两种不同类型的畸变屈曲变形。相同材料用量下，翼缘弯折角度取105°、卷边弯折角度取90°时试件承载力最大。当板件间角度不变时，随着弯折后翼缘段宽度比值的增加，折叠翼缘试件的抗弯承载力逐渐提高，提高幅度约为14%~49%。此外，采用AISI S100-2016中直接强度法公式计算了折叠翼缘试件的极限承载力，并与有限元分析结果进行了比较。结果表明，直接强度法计算的局部与整体相关屈曲的抗弯承载力离散程度较大，基于参数分析结果对其计算公式进行了修正。

Keywords

• 冷弯薄壁型钢
• 折叠翼缘截面
• 屈曲破坏模式
• 抗弯承载力
• 直接强度法