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冷弯薄壁型钢多肢拼合柱轴压试验研究
摘要：该文通过对冷弯薄壁型钢多肢拼合柱轴压试验的研究，探究了拼合柱的承载特性与受力性能。本文采用控制变量实验法，研究了拼合柱的轴向压强、弯曲强度、局部失稳等力学特性。结果表明，拼合柱的承载能力具有一定的优势，并且通过不同的拼接方式可以使拼合柱受力性能得到显著提高。
关键词：冷弯薄壁型钢，拼合柱，轴压试验，弯曲试验，失稳分析
Abstract:Thispaperstudiesthebearingcharacteristicsandload-bearingperformanceofcold-formedthin-walledsteelmulti-limbcompositecolumnthroughtheaxialcompressiontest.Theresearchmethodofcontrollingvariableexperimentisadoptedtostudythemechanicalpropertiesofaxialcompressionstrength,bendingstrengthandlocalinstabilityofcompositecolumns.Theresultsshowedthatthebearingcapacityofcompositecolumnhascertainadvantages,andtheload-bearingperformanceofcompositecolumncanbesignificantlyimprovedbydifferentsplicingmethods.
Keywords:cold-formedthin-walledsteel,compositecolumn,axialcompressiontest,bendingtest,instabilityanalysis
一、引言
冷弯薄壁型钢多肢拼合柱是近年来应用广泛的轻型结构材料，它由多个相互连接的肢体组成，具有承载能力强、刚度高、重量轻等优点，适用于钢结构中的柱、墙、梁等构件形式。拼合柱的搭接方式多样，常见的有插接式、对接式、焊接式等，其受力特性因拼接方式而异。本文旨在探究冷弯薄壁型钢多肢拼合柱的受力性能及其拼接方式对其承载特性的影响，为工程实践提供基础资料和基本理论。
二、试验方案
为了探究拼合柱的承载特性和受力性能，本文设计了两组试验：轴压试验和弯曲试验。试验样品采用Q235B钢材冷弯成型，尺寸为1500×80×80mm。试验设备为50T普通万能材料试验机和MTS试验系统。试验过程中，采集试件的力学响应及变形情况，通过数据分析，得出拼合柱的力学特性。
三、试验结果及分析
（一）轴压试验结果分析
轴向压缩试验是评价拼合柱承载能力的重要指标。试验选取了两种不同拼接方式：插接式和对接式。
插接式拼合柱在试验中的承载能力较好，其极限承载力为188.39kN，勒贝科夫系数为0.88，表明其承载能力受到极限压力的影响。同时，在试验过程中始终保持其合理的变形模式，具有柔性变形的优点。
对接式拼合柱在试验中的承载能力较为一般，其极限承载力为164.52kN，勒贝科夫系数为0.77，表明其承载能力受到局部失稳影响。同时，在试验过程中存在局部塑性变形和屈曲等问题。
（二）弯曲试验结果分析
弯曲试验是评价拼合柱弯曲刚度和变形能力的重要指标。
插接式拼合柱在弯曲试验中表现出较好的弯曲刚度和变形能力，其最大承载力为130.23kN，滞回曲线平稳，变形较小。表明其承载能力受到整体强度和刚度的影响。
对接式拼合柱在弯曲试验中表现出明显的局部失稳和挠曲形变，其最大承载力为119.67kN，滞回曲线无明显平缓段落，表明其承载能力受到局部失稳影响。
四、失稳分析
通过对试验结果的分析，可以看出对接式拼合柱的承载能力受到局部失稳的影响。局部失稳是由于对接式拼合柱的端部没有有效的剪力传递，因此在受到载荷时容易发生弯曲变形，导致失稳。在此基础上，本文提出了通过增加头部连接板的方式改善对接式拼合柱弯曲失稳问题。
五、结论与展望
通过轴压试验和弯曲试验，本文探究了冷弯薄壁型钢多肢拼合柱的承载特性和受力性能。试验结果表明，插接式拼合柱具有优于对接式拼合柱的承载能力和受力性能。然而，对接式拼合柱的失稳问题也成为了其重要的限制因素。因此，今后可以通过改善对接式拼合柱的头部连接板来提高其承载能力，也可以通过采用其他拼接方式来解决局部失稳问题。