梯形波纹腹板H型钢梁的力学性能研究

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波纹腹板H型钢采用波纹钢板作为腹板,这种腹板形式能在较小厚度的情况下就获得极大的平面外刚度和剪切屈曲强度,并且避免使用加劲肋。研究表明,波纹腹板的高厚比可达600,大幅降低了钢材的用量,可取得良好的经济效益。由于这种结构形式可有效改善梁的力学性能和提高经济指标,现已成为研究的热门课题之一。本文在现有研究成果的基础上,总结和对比了梯形波纹腹板H型钢梁承载力的理论计算方法,并辅助以ABAQUS有限元软数值模拟,研究了影响此类结构承载力的因素。主要工作如下:(1)本文对梯形波纹腹板的承载力进行了理论分析,在国内外已有研究成果的基础上,通过已有的试验数据,将我国新颁布实施的《波纹腹板钢结构技术规程》(CECS291:2011)与国外规范中波纹腹板抗剪承载力的计算进行比较,得到一些有益的启示;就我国规范的抗剪承载力公式进行了讨论,指出现行公式偏于保守,提出了建议公式,可为我国规范的进一步修订提供参考。(2)引用国外的试验数据,利用ABAQUS数值分析软件,建立有限元模型。通过对试验数据和有限元分析结果的比较,验证了有限元模拟的可靠性。(3)通过有限元分析,对波纹高度、直板段长度、腹板倾角、梁的跨度、腹板高度及腹板厚度等因素对波纹腹板H型钢梁的承载力影响进行了分析。在此基础上,给出了波纹腹板钢梁设计的建议。
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