焊接工字钢梁腹板极限承载力的理论计算和试验

为了解焊接工字钢梁的承载力极限状态,采用有限元法对焊接工字钢梁腹板在剪力、弯矩、局部压力单独作用和联合作用下的极限承载力进行了计算,并进行了19根试件的试验研究.结果表明:高厚比较大的腹板具有很高的屈曲后强度,腹板的高厚比和横向加劲肋的间距是影响腹板抗剪极限承载力的主要因素;在腹板高厚比满足一定限值时,受弯腹板的屈曲对梁的抗弯极限承载力几乎没有影响;弯剪共同作用的腹板,当弯矩小于翼缘所能承受的弯矩时,弯矩对抗剪极限承载力的影响不大,破坏形式仍为腹板的剪切屈曲破坏.建议实际工程中利用腹板屈曲后强度时腹板高厚比限值为250,横向加劲肋的间距为(0.8～1.5)h0.

带肋焊接工字钢梁横向抗冲击性能研究

为研究焊接工字钢梁的抗冲击性能,以冲击质量、冲击高度及构造形式为变化参数,设计了9根焊接工字形钢梁试件进行落锤冲击试验,获得了钢梁的变形形态、冲击力时程曲线和位移时程曲线,研究了冲击高度、冲击质量和构造形式对焊接工字钢梁横向抗冲击性能的影响。结果表明:焊接工字钢梁具有良好的耗能能力,能量吸收率平均为76.62%左右;与无肋焊接工字钢梁相比,带肋间距为600 mm的钢梁,试件跨中挠度平均降低6.9%;带肋间距为300 mm的钢梁,试件跨中挠度平均降低11.6%;同一构造形式试件随冲击高度的增加,冲击力平台值不断减小;同一冲击能25.1 kJ下,带肋间距为300 mm试件与带肋间距为600 mm试件相比,峰值冲击力增幅约1%;冲击质量由330 kg增大至430 kg,冲击持续时间增加约46.4%。利用有限元软件ABAQUS对受冲击钢梁进行计算分析,分析结果与试验结果吻合良好。

初弯曲和残余应力对焊接工字钢梁模态影响的数值模拟

以多自由度体系的模态分析理论为基础,通过有限元软件ANSYS分析了残余应力和初弯曲两种初始缺陷对两端固结的焊接工字钢梁模态参数的影响。通过分析比较焊接工字钢梁分别在原始状态下,初弯曲和残余应力分别影响和共同影响下的前四阶振型和频率的变化,得出初弯曲对结构的模态影响甚微,可以忽略;而残余应力对结构的模态影响较大,不能忽略。该结论对钢结构设计及健康检测有一定的参考意义。

冲击作用下带肋焊接工字钢梁动力响应和损伤研究

为研究冲击作用下焊接工字钢梁的动力响应和损伤,采用有限元软件Abaqus对不带肋和带肋三种构造形式的焊接工字钢梁在冲击荷载作用下的动力响应进行了数值模拟分析。通过与落锤试验结果对比,验证有限元模型的合理性。建立27个模型对冲击荷载作用下焊接工字钢梁的动力响应和损伤进行研究,分析了冲击质量、冲击速度、构造形式对焊接工字钢梁动力响应的影响,并分析其加速度响应和损伤程度。研究结果表明:随冲击速度增加,同一构造形式的钢梁其冲击力峰值和跨中残余位移增大;冲击质量对钢梁的峰值冲击力影响不大,但对其跨中位移影响明显;对于不同带肋间距的钢梁,其侧向位移和跨中残余位移随加劲肋间距的减小而明显减小;带肋钢梁的侧向位移比无肋钢梁小;带肋钢梁比无肋钢梁更有利于减小其跨中加速度,从而减小惯性力;基于最大位移评估指标建立以冲击质量、冲击速度为主控影响参数的损伤等级评估曲线,根据冲击质量、速度的组合点所在损伤等级评估曲线的位置,可快速判定冲击后焊接工字钢梁的损伤等级。

工字钢梁的焊接工艺与应用

主要介绍了制造工字钢梁时出现的一些问题及所采取的措施和工艺方法,重点是施焊前焊机参数的选用和焊接时为了预防钢结构变形所采取的措施,即热矫形和机械矫形。

THEORETICAL ANALYSIS AND EXPERIMENTAL RESEARCH FOR ULTIMATE LOAD-CARRYING CAPACITY OF WEB PLATES OF Ⅰ-SECTION PLATE GIRDERS

The post buckling strength of web plate of I section plate girders is considered to resist the shear force in many other countries code for design of steel structures,while it has not been considered in the Chinese code GB J17-88.For the code revising,some important conclusions have been drawn through the theoretical analysis and experimental research of the post buckling strength of web plate of I section plate girders.