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。     

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。     

波纹腹板H型钢梁的腹板受力分析

H型钢腹板强度与稳定性之间的矛盾是长期困扰工程界的一个难题,文中所研究的全波纹腹板H型钢在一定程度上缓解了这个矛盾。文中根据能量原理分析计算了承受均布下的全波纹腹板H型钢梁的腹板屈曲强度,给出了波纹腹板弹性失稳的临界公式,用实例说明了全波纹腹板H型钢的优越性,为这种H型钢在工程中的应用提供了理论依据。     

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。     

波纹腹板钢梁承载力影响因素研究综述

国内外学者从波纹腹板钢梁的受力机理出发,用有限元软件分析波纹腹板钢梁计算模型在各种影响因素作用下的极限承载力,总结出各种因素对其极限承载力的影响。在总结前人对此类构件研究的基础上,重点介绍了腹板波纹几何参数等因素对梁屈曲承载力的影响,综合考虑各种影响因素,通过模拟计算得到了屈曲荷载较高的波纹腹板钢梁模型。     

波纹腹板钢粱承载力影响因素研究综述

国内外学者从波纹腹板钢粱的受力机理出发,用有限元软件分析波纹腹板钢梁计算模型在各种影响因素作用下的极限承载力,总结出各种因素对其极限承载力的影响。在总结前人对此类构件研究的基础上,重点介绍了腹板波纹几何参数等因素对梁屈曲承载力的影响,综合考虑各种影响因素,通过模拟计算得到了屈曲荷载较高的波纹腹板钢梁模型。     

波纹腹板H型钢和普通H型钢压弯计算中的不同分析

轧制H型钢板的高厚比都较小;而焊接H型钢梁,为了保证屈服前不发生屈曲,控制腹板高厚比不能过大,并需要通过设加劲肋等措施来增强腹板的稳定性,因此腹板用钢量较大。而波纹腹板H型钢通过对腹板进行波折化处理,获得了良好的受力性能及优越的经济性,应用前景比较可观。通过对比二者在压弯构件计算方面的异同,对钢结构压弯的设计提出了合理化建议。     

波纹腹板H型钢梁柱刚接节点静力性能

波纹腹板H型钢能以较薄的钢板获得较高的抗剪屈曲能力,从而可以大量节约钢材。但传统的H型钢梁柱刚接节点的构造形式不适用于波纹腹板H型钢梁,为此提出了2种构造形式的波纹腹板H型钢梁柱刚接节点的构造形式。通过静力试验考察这2种节点的承载力以及各截面的内力分布,并对比了试验结果与有限元分析结果及实用设计公式的计算结果,验证了有限元分析的合理性以及实用设计公式的可靠性。使用有限元分析软件ABAQUS对节点进行了参数分析,研究了端板厚度、连接板厚度与波纹断点对节点承载力的影响。     

波纹腹板H型钢梁变形性能

通过分析波纹腹板H型钢梁的弹性受力特点及剪切变形与弯曲变形的比例关系,提出对于此类型钢梁在计算变形时必须考虑剪切的影响,并通过试验和有限元模拟验证了上述结论。随后对各个构件的荷载-位移曲线分析得到了构件的延性系数,证明若设计合理,构件将具有较好的剪切强度和剪切延性,但是当构件为弯曲破坏控制时,构件延性一般。根据上述结论,提出了若干设计建议。     

正弦波纹腹板工形截面悬臂钢梁的弹性整体稳定研究

分析了上翼缘作用均布荷载的正弦波纹腹板悬臂钢梁的整体稳定性能影响因素,并对构件的弹性弯扭屈曲荷载的计算方法进行了探究。借助有限元分析软件ABAQUS计算了构件弹性弯扭屈曲临界荷载,比较了不同情况下构件的弹性弯扭屈曲临界荷载,确定了影响因素及影响大小。尝试根据已有的研究寻找计算正弦波纹腹板悬臂钢梁的稳定承载力的方法,并将计算结果与有限元解进行了对比,检验了计算方法的可行性。结果表明:腹板波长对波纹腹板悬臂钢梁整体稳定性能影响最大,腹板波长变化几乎没有影响;减小翼缘尺寸能够凸显出波纹腹板悬臂钢梁的优势;根据已有理论计算正弦波纹腹板悬臂钢梁的整体稳定存在较多问题。     

火灾下轴向约束波纹腹板梁悬链线效应分析

火灾下受约束钢梁大变形阶段的悬链线效应,考虑了轴向拉力对钢梁抗弯承载力的贡献,可提高钢梁的耐火极限。波纹腹板梁通过波折提高了腹板平面外刚度,可以采用更大的高厚比,在抗弯承载力基本不变的情况下,大幅度降低了材料用量。但波纹腹板梁轴向刚度小于相应的平腹板梁,其悬链线效应与平腹板梁有较大的差别。利用验证的有限元模型对受约束波纹腹板梁和平腹板梁悬链线效应的受力机理进行了分析,探讨了波纹腹板梁与平腹板梁中腹板对轴向承载力和抗弯承载力的贡献。对比研究了两种梁在悬链线效应方面的异同。由于波纹腹板梁的轴向刚度较小,其产生的轴向压力比相应的平腹板梁小,在相同荷载作用下,波纹腹板梁更早地进入悬链线效应阶段。     

开孔补强波纹腹板钢梁受弯承载力性能研究

研究波纹腹板H形钢梁开孔后经钢套筒补强后的受弯性能。设计完成了两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。采用ABAQUS有限元软件对其进行数值模拟,并对其受弯承载力进行了理论分析,提出了受弯承载力的计算式。研究表明,波纹腹板H形钢梁开孔后经过补强仍具有较好的抗弯变形能力,并且具有较好的塑性性能;开孔后经过补强的波纹腹板梁在弯矩作用下腹板上几乎不存在弯曲正应力,认为截面弯矩完全由上、下翼缘承担;其抗弯承载力可采用理论公式进行设计。     

不同波纹腹板钢梁弹性整体稳定性能对比分析

基于有限元分析方法对用钢量相同的折线形、梯形、正弦曲线形波纹腹板钢梁进行了弹性的特征值屈曲分析,综合考虑了腹板厚度、钢梁高度、波纹周期等几何参数变化的影响,对比分析了3种波纹腹板钢梁的弹性整体稳定临界荷载。分析结果表明,用钢量相同的3种波纹腹板钢梁,折线形波纹腹板钢梁弹性整体稳定承载力较高。     

波纹腹板H型钢梁柱铰接节点静力性能试验研究及有限元分析

通过对2个波纹腹板H型钢梁柱铰接节点的静力试验,分析了波纹腹板H型钢梁柱铰接节点的静力承载能力,研究了波纹腹板H型钢梁柱铰接节点各截面的内力分布,并将试验结果与传统H型钢梁柱铰接节点设计公式的计算结果进行了对比,验证了传统H型钢梁柱铰接节点设计公式的可靠性。采用有限元分析软件ABAQUS对节点进行了有限元分析,将有限元分析得到的荷载-位移曲线与试验结果进行对比,验证了有限元分析的合理性。采用ABAQUS对节点进行了参数分析,研究了端板厚度、梁连接板、柱连接板厚度与波纹断点对节点承载力的影响。研究结果表明：现有的H型钢梁柱铰接节点实用设计公式在设计波纹腹板H型钢梁柱铰接节点时安全可靠;常用的端板和连接板构造方式适用于波纹腹板H型钢梁柱铰接节点;腹板与端板焊接处波纹的断点不影响波纹腹板H型钢梁柱铰接节点的力学性能。     

波纹腹板H型钢梁的抗弯强度分析

钢梁腹板的薄壁化一直是困扰钢结构发展的难题,波纹腹板钢梁在一定程度上解决了这个矛盾。本文以钢梁的抗弯强度为基础,对比计算了波纹腹板钢梁与普通钢梁的强度差异,并在此基础上分析了影响波纹腹板钢梁抗弯强度性能的因素,为这种新型钢梁的应用提供了理论依据。     

不同波纹腹板钢梁弹塑性整体稳定性能对比分析

基于有限元分析软件对用钢量相同的折线形、梯形、正弦曲线形波纹腹板钢梁进行了弹塑性非线性分析,同时考虑了几何初始缺陷以及几何非线性和材料非线性,并综合考虑了腹板厚度、钢梁高度、波纹周期等几何参数变化对钢梁弹塑性整体稳定性能的影响。通过非线性屈曲分析,对比分析了3种波纹腹板钢梁的弹塑性整体稳定临界荷载、荷载-侧向位移曲线以及临界荷载时的钢梁上翼缘的应力分布。结果表明,用钢量相同的3种波纹腹板钢梁,折线形波纹腹板钢梁弹塑性整体稳定承载力较梯形和正弦曲线形高。     

波纹腹板H钢经济性分析论述

波纹腹板H钢构件是由冷轧成形的波浪腹板与平翼缘板通过高频连续焊接组成,是普通H型构件的一种改进形式,是一种新型高效薄腹板结构型材。经过波折的钢板具有独特的受力特点,其沿着波折方向具有极小的抗压刚度,而垂直于波折方向则具有比相同厚度的平腹板高得多的柱面刚度。同时,波纹腹板以其独特的截面特性和优良的力学性能,能够大大的节省用钢量,体现良好的经济效果。所以,波纹腹板H钢经济性分析论述就是其中之一,下面就这种新产品的实用经济性进行探讨。     

梯形波纹腹板钢梁弹性局部剪切屈曲计算分析

与平腹板钢梁相比,梯形波纹腹板钢梁腹板局部剪切屈曲性能有所提高。弹性局部剪切屈曲是梯形波纹腹板钢梁设计计算基础,本文运用ANSYS有限元计算分析梯形波纹腹板钢梁弹性局部剪切屈曲,并与经典公式进行计算对比,发现经典公式计算值与ANSYS有限元计算结果存在较大偏差。由于存在"手风琴效应",腹板承担的弯矩相对较小,以致在腹板局部剪切屈曲计算中通常被忽视,这种方法是否适用于所有梯形波纹腹板钢梁及其所造成的计算偏差值得研究。本文从荷载条件、波折角大小、腹板尺寸以及翼缘尺寸等方面对影响梯形波纹腹板弹性局部剪切屈曲的因素进行计算分析。分析表明,上述影响因素与腹板弯矩相关,而腹板弯矩的存在将影响腹板弹性局部剪切屈曲。     

波纹腹板H形钢吊车梁局部承压承载力

为研究波纹腹板H形钢吊车梁在局部压力作用下的承载力,设计制作了5个试件。试验证明,试件的局压破坏形态为腹板的屈服,呈现出腹板由压力中心依次向两边先后屈服的特征,破坏过程中塑性特征明显。试验得到的极限承载力高于等厚度的平腹板钢梁。有限元方法能够较好地模拟构件的受力过程、极限荷载和破坏模式。经有限元参数分析发现,波纹越稀疏,承载力越低,腹板厚度,翼缘和腹板强度对承载力有直接影响,腹板高度无显著影响。基于研究,提出了设计表达式,经与试验和有限元结果对比,设计方法准确有效,且具有一定的安全储备。     

波纹腹板H型钢柱的稳定性分析

针对焊接H型钢腹板薄壁化与整体稳定性之间的矛盾难题,介绍了利用波纹腹板H型钢解决该问题的方法,并利用有限元法和MATLAB编程语言对波纹腹板H型钢柱的稳定性能及影响因素进行了分析,通过与等截面H型钢柱整体承载力进行对比,见证了波纹腹板H型钢的优越性。