2. 2 立柱极限承载力

图8a为帽型截面立柱HC3010和HC3018轴向荷载－轴向压缩位移平均值关系曲线，其中轴向位移为每级荷载作用下试件顶端位移计测量值与下端位移计所测数据的差值。图8b则为帽型截面立柱HC3010和HC3018轴向压力和跨中水平位移平均值关系曲线(其他帽型截面立柱均有类似规律)。从图8可知，对于厚度为1.0，1.8mm的试件，当轴压荷载分别达到6.5，17kN时，其轴压荷载－轴压位移平均值曲线和轴压荷载－水平位移平均值关系曲线开始表现为非线性，且后者更加突出。这是由试件初始几何缺陷和跨中局部失稳的原因引起的。显然，图8中两条曲线的最高点相对应的轴压荷载即为试件的极限承载力，由表3可知:同一厚度的3个试件，由于初始几何缺陷的不同，其局部和整体失稳的形式并不一样，相应的极限承载力亦不相同，但差别并不多。

3 帽型截面立柱轴压承载力计算及对比

参照文献［3］，在所测几何尺寸和钢材力学性能的基础上，采用GB50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、美国AISIS100－2007的有效截面法和直接强度法、欧洲BSEN1993－1－3∶2006计算了18根帽型截面立柱的平均轴压临界力，分别列于表4。另外，还参照文献［13］的方法，在考虑初始缺陷时以

截面边缘纤维屈服为准则计算了18根帽型截面轴心受压立柱的平均轴压承载力NE，见表4。

a—轴压荷载与轴向位移关系;                                  b—轴压荷载与跨中水平位移关系。

— ■ —HC3010; — ▲ —HC3018。

图 8 两立柱轴压荷载与位移关系曲线

Fig． 8 Load- displacement curves of two columns

通过以上数据对比可以得出以下结论:

1)采用GB50018—2002得到的计算结果Nc与试验数据Nt相比，当帽型截面厚度分别为0.8，1.5，1.8mm时，两者的比值分别为1.06、0.94，1.04，相差5%左右，非常接近;当帽型截面厚度分别为1.0，1.2，2.0mm时，两者的比值分别为1.21，1.17，0.84，差别较大，达到16%～21%。

2)采用AISIS100－2007的有效截面法得到的计算结果NAe与试验结果Nt相比，当帽型截面厚度分别为1.2，1.5，1.8mm时，两者的比值分别为0.99、0.97，0.98，相差3%以内，非常接近;当帽型截面厚度分别为0.8，1.0，2.0mm时，两者的比值分别为0.85、1.14和0.87，差别较大，达到13%～15%。

3)采用AISIS100－2007的直接强度法得到的计算结果NAd与试验结果Nt相比，当帽型截面厚度为1.0mm时，两者的比值分别为1.12，相差1 2%;其余帽型截面厚度时，两者的比值差别不大，均在10%以内。

4)采用BSEN1993－1－3∶2006得到的计算结果NEd与试验结果Nt相比，当帽型截面厚度分别为1.0，1.5，1.8，2.0mm时，两者的比值分别为0.99，0.94，1.08，0.98，相差8%以内，比较接近;当帽型截面厚度分别为0.8，1.2mm时，两者的比值分别为0.76和0.81，差别较大，达到19%～24%。

5)采用文献［11］得到的计算结果NE与试验结果Nt相比，当帽型截面厚度分别为0.8，1.2，1.5，1.8mm时，两者的比值分别为0.99，1.01，0.97，0.99，相差3%以内，非常接近;当帽型截面厚度分别为1.0，2.0mm时，两者的比值分别为1.20和0.86，差别较大，达到14%～20%。

综上所述，采用AISIS100－2007的直接强度法计算出的结果与试验数据总体接近;当厚度为1.5，1.8mm时，4种规范及理论计算结果与试验数据相差10%以内，吻合良好;当厚度为1.0mm时，除BSEN1993－1－3∶2006外，其他3种规范及理论计算结果与试验数据相差均较大，达到12%～21%，这可能是由于该厚度截面初始几何缺陷较大引起的;同样，当厚度为2.0mm时，除BSEN1993－1－3∶2006外，其他3种规范及理论计算结果与试验数据相差均较大，达到10%～16%，这可能也是由于该厚度截面初始几何缺陷较大引起的。

4 结束语

以厚度分别为0.8，1.0，1.2，1.5，1.8，2.0mm，长度为3m的冷弯薄壁帽型截面立柱为对象，对立柱进行轴压试验，得到试件的破坏形式及轴压极限承载力。采用国内外规范及理论方法进行了立柱轴压承载力的计算，并与试验进行比较，得到如下主要结论:

1)当帽型截面立柱的厚度较小(0.8，1.0mm)时，其破坏顺序一般为先局部失稳、后整体弯曲或弯扭失稳;而当截面厚度较大(1.2，1.5，1.8，2.0mm)时，立柱一般会直接发生整体弯曲或弯扭失稳。

2)采用AISIS100－2007的直接强度法计算出的结果与试验数据总体接近。

3)当厚度为1.5，1.8mm时，4种规范及理论计算结果与试验数据相差10%以内，吻合良好;当厚度为1.0，2.0mm时，除欧洲标准外，其他3种规范及理论计算结果与试验数据相差均较大，达到10%～21%，这可能是由于这个厚度截面初始几何缺陷较大引起的。

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