冷弯薄壁C型钢四肢拼合开口截面柱,由四肢冷弯薄壁C型钢基本构件经自攻自钻螺钉拼合而成。本文针对不同长度(长细比)的冷弯薄壁C型钢四肢拼合开口截面柱进行轴压破坏性试验研究和有限元数值模拟分析,以研究其轴向受力性能。由于现行规范对四肢开口截面拼合柱的设计方法尚无明确的设计条文,故对现有规范中关于拼合立柱的轴压、偏压承载力计算提出相应的建议修正方法。具体工作如下:(1)对冷弯薄壁C型基本构件、冷弯薄壁C型钢四肢拼合开口截面柱进行了轴压破坏性试验研究,详细介绍了试验试件、试件材性、试件装置、试验方法,得到了试验试件的破坏过程、破坏模式及极限承载力。(2)采用ABAQUS有限元程序,针对轴压试验试件建立考虑接触、几何和材料非线性的有限元模型,对比分析有限元分析得到的数值模拟结果与试件破坏性试验得到的结果,验证了有限元数值模拟方法的正确性。(3)采用有限元分析方法对影响冷弯薄壁C型钢四肢拼合开口截面柱受压极限承载力的因素进行变参数分析。对于冷弯薄壁C型钢四肢拼合开口截面柱,详细地研究立柱长细比、腹板高厚比和自攻螺钉连接间距对拼合立柱轴压承载力的影响;研究立柱长细比、偏心方向和偏心距对拼合立柱偏压承载力的影响。(4)按照我国规范《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)和北美AISI规范2007中规定的方法(“有效宽度法”和“直接强度法”),计算了此截面拼合立柱的受压承载力。对比分析规范计算结果、试验结果及有限元分析结果。(5)在规范计算结果、试验结果及有限元分析结果对比分析的基础上,对冷弯薄壁C型钢四肢拼合开口截面柱受压承载力的设计方法进行探讨。以我国规范GB50018-2002为落脚点,以工程设计人员使用方便为准则,针对拼合截面立柱轴压、偏压极限承载力分别提出合适的建议计算方法。