受到腹板局部稳定性等技术条件的限制,现有规格的建筑用热轧工字钢、H型钢和焊接H型钢腹板用钢量比重都比较大,而波纹腹板H型钢是一种高效的新型建筑用钢材,其腹板可以以较薄的厚度(1-4mm)获得较高的屈曲强度和平面外刚度,腹板高厚比可以达到600。较之其他型钢,截面钢材的分配更加合理,能够有效节约钢材。波纹腹板H型钢应用中的若干关键问题如抗剪、抗弯、局部承压承载力、疲劳强度和连接方法等,国际上尚未形成定论,最新研究成果不断发表,而我国的研究和应用尚处于起步阶段。本项目拟采用足尺试验、有限元理论及经典梁、柱、板壳稳定理论相结合的方法对上述问题进行研究,分析各种受力情况下的受力模型,得到承载力计算公式。并结合我国加工条件,讨论各种生产工艺对型钢力学性能的影响,并提出相关建议。为波纹腹板H型钢的研究和应用提供理论支持和实践指导。
H-beams with corrugated webs;local stability;erall stability;capacity of partial pressure;connection joint
本项目“波纹腹板H型钢研究与应用的若干关键问题”自2011.1开始,至2013.12,基本完成了项目申请书中的主要研究内容,取得了一定的研究成果。 1.对波纹腹板剪切破坏形态和抗剪承载力进行了试验研究,分析了波纹尺寸和其他参数对抗剪承载力的影响,提出波纹腹板H型钢的抗剪承载力设计公式。 2.通过优化分析,最后得到承载力高,用钢量较省,且具有良好塑性的腹板波形,并通过试验进行了验证对比。 3. 研究波纹腹板H型钢梁的抗弯性能,通过对一定数量的抗弯强度破坏试验和梁整体稳定性能试验,提出波纹腹板H型钢梁抗弯强度、整体稳定的设计公式。 4. 研究了波纹腹板H型钢在局部荷载作用下的承压性能,通过不同的加载方式,分析荷载分布宽度等因素对承载力的影响,并提出了波纹腹板H型钢的局部承压承载力的设计方法。 5. 通过进行波纹腹板H型钢节点连接试验研究,考察不同的连接手段的受力特点,并提出各种连接方法的计算公式。 通过上述研究,基本解决了波纹腹板钢结构应用中的主要的关键问题,并将设计方法形成了技术规程,可以用于指导波纹腹板钢结构的设计、加工和安装等。