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摘要
GB 50017—2017《钢结构设计标准》对钢管柱引入了单独的条文8.2.4条,用于计算钢管柱在压弯作用下的稳定性,其与H形钢柱稳定性计算的8.2.1条公式的不同主要在等效弯矩系数计算上。圆管截面与工字钢截面相比有不一样的塑性开展特性,所以有必要提出更能反映真实圆钢管单向压弯构件的轴力-弯矩相关关系的计算公式。采用有限元计算软件对圆钢管单向压弯构件稳定承载力进行计算,并将有限元计算结果与GB 50017—2017中相关公式进行对比,讨论GB 50017—2017中相关公式对计算圆钢管单向压弯构件稳定承载力的适用性;从圆钢管截面塑性铰状态的轴力-弯矩相关关系出发,代入带有几何缺陷杆的弹性二阶弯矩,推导出了圆钢管单向压弯构件稳定承载力的上限公式,将该式与有限元计算结果进行对比和拟合,同时修改了理论公式中的一个系数,并采用与工字钢压弯构件相同的等效弯矩系数,获得了圆钢管单向压弯构件稳定承载力计算公式。分析得到以下结论:GB 50017—2017中相关公式计算结果与有限元计算结果相比整体上偏于保守,尤其是在弯矩线性变化并且是双曲率弯曲的情况;当端部弯矩比为-1时,GB 50017—2017中相关公式的轴力-弯矩相关关系曲线与有限元计算结果曲线呈现不同的变化趋势,说明GB 50017—2017中相关公式不能很好地反映圆钢管单向压弯构件实际的轴力-弯矩相关关系;参考有限元计算结果进行拟合的理论推导公式可以较为精确地计算端部弯矩比为1时的圆钢管单向压弯构件稳定承载力,同时采用现有的工字钢压弯构件的等效弯矩系数后,也可以较为精确地计算不同端部弯矩比情况下的圆钢管单向压弯构件稳定承载力。
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单位建筑工程学院; 浙江大学
