焊接薄壁箱形截面构件研究现状(2)

　　陈绍蕃[5]以轴心受压冷弯薄壁方钢管为例指出壁板具有屈曲后强度可以利用，壁板屈曲不等于整个杆件承载力丧失。杆件的整体缺陷促使截面局部弱化，弱化的局部反过来还会影响杆件的整体稳定承载力。同时指出《钢结构设计规范》GB50017-2003对箱形截面板件高厚比限值的规定失当，并提出了可以计算焊接薄壁箱形截面轴心压杆的实用方法：有效截面法和有效屈服强度法。

　　郭彦林[6]将局部屈曲的薄壁构件等效成由若干个局部屈曲的波段在局部屈曲节平面处连接而成的梁柱构件。首先分析该波段（或短柱段）局部屈曲后的弹塑性曲线，进而应用有限积分法求解薄壁构件的极限承载力。该方法解决了薄壁钩件局部与整体稳定相关作用的难题，并且具有较高的精度。

　　范重、范学伟[7]研究了焊接薄壁箱形截面构件在国家体育场中的应用，指出该类型构件按照《钢结构设计规范》GB50017-2003计算所得的有效宽度偏保守，材料利用率较低；设置加劲肋可以延迟构件的局部屈曲，提高构件承载力，减小用钢量；设置加劲肋后，构件的实际轴压比有所提高，能够维持一定的极限承载力，但延性有所下降。

　　2.3现行规范中的设计方法

　　《钢结构设计规范》GB50017-2003[8]规定箱形截面构件的验算要满足以下三个步骤：强度验算（式2.1）；平面内稳定验算（式2.2）；平面外稳定验算（式2.3）。

　　（2.1）

　　（2.2）

　　（2.3）

　　为了保证构件壁板在达到构件整体稳定极限荷载之前不发生局部失稳破坏，规范对焊接薄壁箱形截面构件宽厚比做出了如下规定：

　　或（2.4）

　　随着建筑功能及要求的提高，越来越多的构件要求截面宽厚比设计超限，对于这种情形规范没有给出设计方法。国内外学者提出了有效截面法、有效屈服强度法等适用于宽厚比超限时的设计方法。相关研究表明，规范宽厚比限值的要求是趋于保守的，在构件不承受荷载或者荷载很小时，可以不以强度控制，通过刚度变形验算，可以适当放宽次要构件的宽厚比限值，达到经济高效的目的。

　　3结语

　　国内外的许多学者进行了大量焊接薄壁箱形截面构件在不同受力模式下的相关研究工作，研究内容包括了理论分析、试验、有限元模拟等方面，这些研究充分考虑了受力模式、截面类型、宽厚比、长细比、初始缺陷、残余应力、加劲肋、钢材强度等诸多方面的因素，为焊接薄壁构件的理论，相关规范的制定以及设计方法的应用做出了重要的贡献。

　　在目前的大部分既有研究中，针对构件初始刚度的分析不多，因此有必要开展一些列相关试验研究工作，为规范的补充以及合理利用钢材提出设计建议。

　　参考文献