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。

波纹腹板H形钢组合梁扭转性能试验研究

设计了扭转试验装置,对T形截面波纹腹板H形钢组合梁进行了扭转性能试验,研究波纹腹板H形钢组合梁在扭转作用下的扭矩-扭率特征曲线、各组成部分的应变发展及分布规律、混凝土翼板裂缝的发展与分布规律以及组合梁的受扭破坏形态。研究表明:由于波纹腹板具有褶皱效应,且其上、下部所受混凝土翼板与下翼缘的约束强弱不同,导致上、下部波纹腹板的变形不一致,在截面高度范围内剪应变分布不均匀,这与平钢腹板组合梁腹板剪应变分布均匀明显不同;波纹腹板容易发生翘曲变形,但翘曲应变较小;混凝土翼板裂缝小于45°,与钢筋混凝土构件受扭接近45°显著不同;通过理论分析推导出波纹腹板H形钢组合梁弹性抗扭刚度的计算公式,并与试验结果进行了对比。

波纹腹板焊接H形钢疲劳性能试验研究

设计了4根梯形波纹腹板焊接H形钢试件,依据GB 50017—2003《钢结构设计规范》的相关规定进行疲劳性能试验,并特别考虑了GB 50278—2010《起重设备安装工程施工及验收规范》中吊车梁安装偏差的相关规定。通过ANSYS有限元分析验证试件破坏形式的合理性。研究结果表明:对于CECS 291:2011《波纹腹板钢结构技术规程》中推荐波形的梯形波纹腹板H形钢,其疲劳性能优于平腹板H形钢,疲劳设计中可按3类钢构件进行计算,且不考虑腹板波纹转折引起的应力集中及安装偏差等施工因素的影响。