單元體幕墻開口立柱穩(wěn)定性能試驗和計算方法研究

　　3.3 美國規(guī)范

　　參考美國標準《Aluminum design manual》，鋁合金型材設計強度為 。同時考慮局部穩(wěn)定和整體穩(wěn)定的計算過程和計算結果見表13。

　　只考慮局部穩(wěn)定，不考慮整體穩(wěn)定，由彈性抵抗矩按照純強度進行承載力計算。計算過程和計算結果見表14。

　　整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定均不考慮，由彈性抵抗矩按照純強度進行承載力計算，計算過程和計算結果見表15。

　　將以上計算結果進行匯總見表16。對比三種不同試驗結果和中國、英國、美國三種規(guī)范的計算結果說明，以往采用各國規(guī)范計算的開口型材的彈性失穩(wěn)彎矩承載力過于保守。雖然也通過把公、母立柱的回轉半徑相加來考慮相互作用的影響，但從試驗結果的分析來看，仍遠大于計算結果，試驗結果遠超過計算臨界彈性彎矩值。如果不考慮公、母立柱組合作用，即完全按照單根的開口立柱依據(jù)規(guī)范進行計算，則承載力將和實驗數(shù)值差距更遠。這也表明單純使用鋁合金結構設計規(guī)范來計算單元體的開口型材存在很大的浪費，理論和實際相差較遠。究其原因，公、母立柱在變形時，兩者之間存在不可忽視的“扶持”效應，正是這個效應使其組合在一起時，承載能力遠大于分開考慮然后疊加所得結果。

　　4 結論

　　通過試驗和采用不同規(guī)范對開口截面立柱進行計算分析，得出結論如下：

　　(1)采用三種不同形式的試驗，所得試驗結果相差不大;采用中國、英國、美國標準所得計算結果亦相近;但試驗結果遠大于采用規(guī)范所得出的計算結果;

　　(2)在實際穩(wěn)定計算分析中，考慮到結構安全性，忽略了一些有利因素，穩(wěn)定計算所得結果偏于保守;

　　(3)本文通過從計算分析以及具體試驗相結合的方法，對開口截面型材的穩(wěn)定性分析進行了深入的研究，實際應用中可對現(xiàn)有的計算方法進行修正，以達到了較好地提高開口型材截面使用率的目的;

　　(4)更為精準的修正方法有待進一步的試驗研究和理論分析。

　　參考文獻

　　[1] 石永久，程 明，王元清.鋁合金受彎構件整體穩(wěn)定性的試驗研究[J].土木工程學報，2007，40(7)：37-43.( SHI Yongjiu，CHENG Ming，Wang Yuanqing.Experimental study on the lateral stability of aluminum bending members[J].China Civil Engineering Journal，2007，40(7)：37-43.( in Chinese) )

　　[2] 石永久，王元清，程 明，等.鋁合金薄腹板梁的抗剪強度分析[J].工程力學，2010，27(9)：69-73.(SHI Yongjiu，WANG Yuanqing，CHENG Ming，et al.Analysis of shear strength of thin plate aluminium girders[J].Engineering Mechanics，2010，27(9)：69-73.( in Chinese) )

　　[3] 施 剛，羅 翠，王元清，等.鋁合金網殼結構中新型鑄鋁節(jié)點受力性能試驗研究[J].建筑結構學報，2012，33(3)：70-79.( SHI Gang，LUO Cui，WANG Yuanqing，et al.Experimental study on mechanical performance of novel cast aluminum joints in aluminum reticulated shell structures[J].Journal of Building Structures，2012，33(3)：70-79.( in Chinese) )

　　[4] 沈祖炎，郭小農.鋁合金結構構件的設計公式及其可靠度研究[J].建筑鋼結構進展，2007，9(6)：1-11.( SHEN Zuyan，GUO Xiaonong.Design formula and reliability for members of aluminium alloy structures[J].Progress in Steel Building Structures，2007，9(6)：1-11.( in Chinese) )

　　[5] 沈祖炎，郭小農.對稱截面鋁合金擠壓型材壓桿的穩(wěn)定系數(shù)[J].建筑結構學報，2001，22(4)：31-36.( SHEN Zuyan，GUO Xiaonong.Column curves of aluminum alloy extruded members with symmetrical sections[J].Journal of Building Structures，2001，22(4)：31-36.( in Chinese) )

　　[6] 郭小農，沈祖炎，李元齊，等.鋁合金軸心受

　　壓構件理論和試驗研究[J]. 建筑結構學報，2007，28(6)：118-128.( SHEN Zuyan，GUO Xiaonong，LI Yuanqi，et al.Theoretical and experimental research on aluminum alloy members under axial compression[J].Journal of Building Structures，2007，28(6)：118-128.( in Chinese) )

　　[7] Zhu J H，Young B.Design of aluminum alloy flexural members using direct strength method[J].Journal of Structural Engineering，2009，135(5)：558-566.

　　[8] Zhu J H，Young B.Numerical investigation and design of aluminum alloy circular hollow section columns[J].Thin-Walled Structures，2008，46(12)：1437-1449.

　　[9] Moen L，Matteis G，Hopperstad O，et al.Rotational capacity of aluminum beams under moment gradient.II：Numerical simulations[J].Journal of Structural Engineering，1999，125(8)：921-929.

　　[10] Matteis G，Moen L，Langseth M，et al.Cross-sectional classification for aluminum beams-parametric study[J].Journal of Structural Engineering，2001，127(3)：271-279.

　　[11] GB 50429-2007 鋁合金結構設計規(guī)范[S].(GB 50429- 2007 Code for design of aluminium structures[S].(in Chinese))

　　[12] BS 8118：part 1：1991 Structural use of aluminium[S].

　　[13] Aluminum design manual 2010[S].

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