【摘 要】
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工字形组合钢梁腹板在弯、剪及局压复合应力作用下的局部屈曲是钢结构设计中需要重点考虑的问题之一。现行的《钢结构设计规范》(GB5001 7-2003)参考了英国和澳大利亚规范对
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工字形组合钢梁腹板在弯、剪及局压复合应力作用下的局部屈曲是钢结构设计中需要重点考虑的问题之一。现行的《钢结构设计规范》(GB5001 7-2003)参考了英国和澳大利亚规范对该部分内容作了较大改动,但是对于修正后的公式却缺少足够的研究与验证。本文利用ANSYS有限元软件建模,考虑了不同几何参数及弯、剪、局压多种应力组合工况,对工字梁腹板横向加劲区格在复合应力作用下的局部屈曲进行了研究,重点分析相关公式的适用性和安全度。本文在研究中通过在临界应力的弹性屈曲系数公式中引入与翼缘扭转刚度和腹板弯曲刚度比值有关的参数,将翼缘对腹板的约束程度量化,从而合理考虑翼缘的约束作用。本文首先分别验证了弯一局压联合作用、剪一局压联合作用下工字梁腹板弹性屈曲的临界条件,再结合弯一剪联合作用下临界条件的已有结果,综合考虑以上三种应力组合工况,对弯、剪及局压复合应力作用的情况进行分析。通过大量的有限元分析与计算,证明了当考虑翼缘对腹板的约束作用时,由有限元计算得到的临界应力点与现行规范中所提公式所表示的屈曲曲线并不相符,将规范公式作为梁腹板弹性屈曲临界条件的安全度过高。本文在有限元分析结果的基础上,提出建议公式,并对建议公式的适用性和安全度进行了研究,分析了腹板宽高比、局压作用宽度和应力比的影响。本文的工作是对现行钢结构规范中相关公式的修正与完善,同时也是对工字形组合钢梁腹板在弯、剪及局压复合应力作用下的局部屈曲问题作进一步研究的基础。
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