正弦波纹腹板工字钢简支梁抗弯承载力的理论分析与试验研究

为研究正弦波纹腹板工字钢梁的受弯性能,设计了此种钢梁的受弯试验,并采用有限元方法对其受弯性能进行了数值模拟,然后对其抗弯承载能力进行了理论分析。分析结果表明,波纹腹板工字钢梁表现出较好的抗弯变形能力,并且具有良好的塑性性能;波纹腹板工字钢梁在竖向荷载作用下波纹腹板几乎不产生任何弯曲正应力,弯矩基本由翼缘承担;波纹腹板工字钢梁的极限弯矩可由近似的截面受弯承载力公式求得。     

波纹腹板H型钢梁受弯承载力性能研究

为研究波纹腹板H型钢梁的受弯性能,首先对其进行理论分析,得出波纹腹板H型钢梁的承载力完全由上、下翼缘提供,腹板不承担弯曲正应力,并提出受弯承载力的理论计算式。设计完成2个试件的受弯承载力试验,得到了试件的荷载-位移曲线、极限荷载和破坏形态等。试验结果证明了所提出理论分析模型的正确性,并验证了所提出的承载力计算式是安全合理的。为了进一步验证理论分析模型,同时支持参数分析,采用有限元方法对波纹腹板H型钢梁的受弯性能进行数值模拟。有限元方法和试验得到极限弯矩等结果较为接近,试验梁的破坏弯矩超过理论塑性弯矩20%以上。通过参数分析可知：稠密腹板波形及较小的翼缘宽厚比能够提高极限弯矩;腹板高厚比对极限弯矩无显著影响。     

波纹腹板H型钢组合梁抗弯性能

为研究波纹腹板H型钢组合梁的受弯性能,制作4根试件进行抗弯试验,并借助有限元软件进行辅助分析。试验结果表明,波纹腹板H型钢组合梁具有较好的塑性变形性能,截面上应力分布基本符合平截面假定,钢梁腹板基本不承受弯曲正应力,腹板上剪应力均匀分布。试验得到的极限破坏弯矩可以达到理论塑性弯矩的150%以上,钢梁腹板局部承压强度高,加载点不需要设置加劲肋。结合试验结果,按照组合梁简化塑性理论,给出了多种情况下,波纹腹板H型钢组合梁抗弯承载力的设计表达式。     

开圆孔波纹腹板钢梁弹塑性抗剪屈曲试验及设计方法研究

为研究波纹腹板H型钢梁开孔后的受剪性能,设计完成4个试件的受剪承载力试验。试验设计为两端简支梁的跨中单调加载,试验中监测试件跨中位移,得到试件的荷载-位移曲线、极限荷载和破坏形态等。采用ABAQUS对其进行数值模拟,将模拟结果与试验对比得到,有限元模型能较好地模拟各试件的受载变形过程。参考现有未开孔波纹腹板的弹塑性屈曲计算方法,根据试验结果及有限元参数分析结果,提出波纹腹板开孔后的弹塑性承载力的计算式。研究表明,开圆孔后的波纹腹板均发生整体剪切屈曲破坏,现有的未开孔波纹腹板弹塑性屈曲计算公式对于开孔后的波纹腹板偏于不安全,文中提出的公式与试验及参数分析的结果相比具有较好的安全性,且形式简单、便于采用。     

受局部面荷载作用波纹腹板钢梁非线性有限元分析

波纹腹板H型钢梁与普通H型钢梁相比具有更好的受力性能,工程应用日益广泛。针对12根超出中国规程计算范畴的受局部面荷载作用的波纹腹板型钢试件,运用ANSYS有限元软件进行非线性分析,得到试件承载力的数值计算结果,并与试验值进行比较分析,结果表明:计算值与试验值二者吻合较好。     

非弹性屈曲下蜂窝钢梁的弯矩梯度因子

蜂窝钢梁的抗弯承载力受局部和整体失稳影响。使用有限元法研究混合屈曲模式下蜂窝钢梁的非弹性性能,建立一个考虑弯扭或畸变屈曲和横截面局部化变形之间相互作用的三维的非线性有限元模型,并根据现有研究文献中的可用结果进行验证。研究包括受三种不同荷载(跨中荷载、均布荷载和端弯矩)作用的简支梁,通过参数分析,从而评估不同几何参数对蜂窝钢梁非弹性稳定性的影响。这些参数包括钢梁横截面尺寸、翼缘宽度和厚度、腹板高度和厚度、开孔的形状和间距。介绍模拟研究中考虑各种尺寸的不同屈曲模式所对应的弯矩梯度因子。研究结果有望帮助更深入地研究蜂窝钢梁的性能,并准确预测弯矩梯度因子和这种特殊钢梁的抗弯承载力。     

波纹腹板H形钢空间节点静力性能研究

以某实际工程为背景,进行了一个波纹腹板H形钢空间节点的静力试验,考察了两种连接构造形式,并通过试验研究了该空间节点的力学性能和连接构造的合理性。应用波纹腹板H形钢梁的简化计算公式,分析了试验节点钢梁在弹性阶段的关键截面应力值,并将其计算结果与试验结果进行了对比,验证了该公式的合理性。静力试验结果表明,该空间节点的最终破坏发生在全焊连接的上翼缘对接焊缝处,破坏荷载是设计荷载的2.3倍;但由于发生了受拉翼缘断裂的脆性破坏,破坏截面弯矩仅达到极限抗弯承载力的74%,这是焊缝交汇处应力集中和波纹腹板偏心集中力共同作用的结果。两种连接构造形式中,将拼接位置置于平腹板梁段的栓焊混合连接形式性能更优,可用于实际工程。     

H形钢-木组合梁受弯性能试验研究

提出一种以焊接H形钢梁为骨架,钢梁翼缘外表面黏结木板组成工字形截面的钢-木组合梁。以组合梁中的木板厚度、钢梁翼缘厚度及宽度、腹板高度为参数,对9根钢-木组合梁进行弯曲性能试验,观察在各级荷载作用下钢板和木板的应变变化、组合梁挠度的发展、破坏过程及破坏形态,探讨其受弯承载力和抗弯刚度等弯曲性能。结果表明,H形钢和木板整体工作性能好,组合效应显著,构件跨中横截面应变呈线性分布。试件荷载-跨中挠度曲线呈弹性和弹塑性两个阶段,最终以下翼缘木材跨中断裂而破坏。随着木板厚度、钢梁翼缘厚度及宽度、腹板高度的增大,试件的承载力呈现不同程度的提高。提出了计算钢-木组合梁跨中挠度及受弯承载力的简化计算式,将其计算结果与试验结果进行对比,结果表明计算式精度较高,可以为钢-木组合梁的应用提供设计依据。     

锈蚀H型钢梁受弯性能试验研究

为研究锈蚀对H型钢梁受弯承载性能的影响,从大气环境锈蚀3年的H型钢构件上分别截取了标准拉伸试件和钢梁试件,开展了锈蚀钢材单调拉伸和锈蚀钢梁受弯性能试验,研究了锈蚀钢材屈服强度、极限强度、延伸率与截面面积损失率之间的关系,揭示了锈蚀钢梁屈服荷载、极限荷载随强轴惯性矩损失率的变化规律,提出了锈蚀H钢梁抗弯承载力计算方法.研...     

预应力混凝土钢肋叠合板受弯性能试验与理论研究

预应力混凝土钢肋叠合板（PCCSSR）是一种抗弯刚度大、承载力高、加工方便的叠合楼板。PCCSSR的预制部分由预应力混凝土底板、钢腹板及混凝土上翼缘板组成。施工中首先将其预制部分作为浇筑叠合层的混凝土模板,承担施工阶段荷载,待叠合层达到强度后再整体受力。对7块足尺PCCSSR试件进行受弯试验,测得了板的荷载-挠度曲线、极限荷载、破坏模态、应变分布等。试验结果表明：PCCSSR的破坏形态为弯曲破坏,其受弯性能完全满足施工阶段要求,且具有较好的延性;与直线形钢腹板相比,波纹钢腹板具有更好的抗剪能力以及平面外刚度,可明显增大PCCSSR的抗弯刚度,使PCCSSR的整体受力性能更为优越。同时,对PCCSSR的抗裂性能、抗弯刚度和承载力进行了理论分析,理论计算结果与试验结果吻合良好。