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冷弯薄壁覆板体系下的强度4632299永利皇宫网址_首页欢迎您

发布于:2022-05-18 18:28
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      近年来,由于冷弯薄壁轻钢结构具有重量轻、强度高、安装简便、运输经济和便利等特点,冷弯薄壁檩条和横杆作为介于主框架构件与屋面板或墙面之间的中间构件而广泛应用于各种建筑中。为了加强整体性,通常把梯形的屋面板与这些构件锚固在一起的。这些构件的截面形状有Z形、C形和∑形等。早期对冷弯钢构件的研究主要着重于各种单个构件的屈曲行为上。例如,Hancock提出一种有限条方法,用来分析薄壁构件在受纯弯、均布受压或两者耦合作用时其局部屈曲、横向扭转屈曲和变形屈曲的应力状态;Davies等用广义梁理论对受均布荷载作用的不同构件进行了屈曲分析。最近Schafer编制了一个比较全面的有限元分析程序,他在每个节点处考虑弹簧的约束作用,可以分析檩条-覆板体系的各种屈曲行为。在以前的研究中,覆板对构件的约束要么被忽略要么被认为是无穷大。叶志明等则充分考虑了覆板对檩条构件的部分约束作用,研究了Z形截面檩条-覆板体系的强度和屈曲问题。他们建立了新的力学模型,用两个弹簧ks和kr来代替覆板的约束,同时编制了计算程序来分析ks、kr对Z形檩条的影响。
      冷弯薄壁檩条-覆板体系常常受向上的风荷载而破坏。如最近常有报道英国一些体育看台的挡雨棚常常被风掀飞,其中檩条受弯扭而破坏。鉴于此,本文主要运用了叶志明提出的模型分析冷弯薄壁檩条-覆板体系下的檩条强度问题;结合文献,比较覆板刚度及偏心距对C、Z形截面檩条荷载承载力的影响。C形截面和Z形截面是两个典型的常用截面。C截面是对称截面,但形心与剪切中心不重合,存在着原始偏心距;Z截面是反对称截面,存在着惯性积,但形心与剪切中心重合。
      对于一个受向上风荷载作用的檩条-覆板体系,覆板对檩条的约束采用两个弹簧来代替:一个是横向的弹簧,弹簧的刚度为ks;一个是扭转弹簧,弹簧的刚度为kr坐标系的原点设在截面的形心处,x轴为檩条的轴线,y、z轴为横截面平面内的形心轴。体系受向上的风荷载作用,风荷载使得檩条受弯;由于扭转弹簧和偏心荷载的存在,檩条还受到扭转作用,此时檩条的弯曲控制方程和扭转控制方程分别,E为杨氏弹性模量,Iy和Iz为截面y、z轴的惯性矩,Iyz为截面的惯性积;w、v为y、z方向的挠度,qy、qz为y、z方向的分布荷载;EIω是翘曲刚度,GJ是扭转刚度,φ是扭转角,T是扭矩。则截面上任何一点(y,z)的弯曲应力、翘曲应力和总应力可由公式计算。
      σxm是弯矩产生的纵向应力,σxw是翘曲产生的翘曲应力,σ是总的应力;My、Mz分别为y、z方向的弯矩;ω是扇形坐标。这里檩条是受向上的风荷载作用,此时风荷载远大于檩条上面的覆板及隔热层的重力荷载。


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