波紋腹板H型鋼梁整體穩(wěn)定性研究.pdf

1、H型鋼梁是鋼結構體系中主要的受彎構件，由腹板和上下翼緣焊接而成，其中腹板承擔梁上剪力，翼緣承擔彎矩。與傳統(tǒng)平腹板相比，波紋腹板具有更高的平面外剛度和穩(wěn)定性，無需加勁肋即可滿足鋼梁的抗剪需求，并且可以減小腹板截面厚度，解決了腹板薄壁化和穩(wěn)定性之間的矛盾，因此成為近年來的科研熱門。
　　本文的研究課題為波紋腹板H型鋼梁的整體穩(wěn)定性。采用試驗法、有限元分析法和理論分析法相結合的研究方法進行論證。波紋腹板H型鋼梁整體穩(wěn)定性試驗在鄭州大學結

2、構試驗室進行，共設計了四根正弦波紋腹板懸臂梁試件。加載方式為重力加載，每根試件設置14個測點，其中8個應變測點，6個位移測點。進行試驗時，分級加載砝碼并記錄數(shù)據(jù)，直至試件彎扭扭屈曲破壞。記錄試驗數(shù)據(jù)及屈曲臨界荷載，觀察試驗過程中鋼梁的變形及失穩(wěn)特征。有限元分析中使用了通用有限元軟件ANSYS。采用SHELL181單元對翼緣和腹板進行建模分析。分析類型分別為特征值屈曲分析和彈塑性屈曲分析。通過有限元求解得到試件的屈曲模態(tài)，彈性屈曲荷載，塑

3、性破壞荷載以及加載過程中的應力分布及變形發(fā)展情況。將試驗結果和有限元分析的結果進行對比，驗證有限元方法計算結果的可靠性，并對波紋腹板懸臂鋼梁整體穩(wěn)定破壞的機理進行分析。利用有限元方法進行參數(shù)分析，討論缺陷尺寸對波紋腹板梁整體穩(wěn)定性的影響，并且將波紋腹板鋼梁和鋼梁的整體穩(wěn)定性進行對比。我國現(xiàn)有可用于波紋腹板鋼結構設計的規(guī)范《波紋腹板鋼結構技術規(guī)程》和《波浪腹板鋼結構應用技術規(guī)程》。兩本規(guī)范中沒有明確給出波紋腹板懸臂梁穩(wěn)定性系數(shù)的計算方法。