弹性转动约束的钢-混组合梁腹板剪切屈曲试验研究

基于里兹能量法与弹性板件理论推导钢-混组合梁腹板弹性转动约束系数χt计算公式与边界弹性转动约束的腹板剪切临界屈曲应力计算公式。由计算公式可知,钢-混组合翼缘弹性转动约束系数χt的主要影响因素为剪力钉的纵向间距s与横向间距li,且翼缘的弹性转动约束对腹板剪切临界屈曲应力有决定性影响。为验证弹性转动约束系数χt与腹板剪切临界屈曲应力计算公式,进行了一组7片钢-混组合梁试验,考察组合翼缘剪力钉布置的纵向间距s、横向间距li两个变量对腹板弹性转动约束系数以及临界屈曲应力的影响。通过对组合试验梁结果与该文理论方法计算的边界弹性转动约束的腹板临界屈曲应力结果进行比较,发现两种结果变化趋势一致,误差不超过11.6%,验证了之前提出的计算公式的正确性。

工字梁腹板和钢板剪力墙剪切屈曲系数分析

目前工字梁腹板和钢板剪力墙抗剪设计中分别假定翼缘和周边框架为钢板提供简支约束,再通过乘以1.23的嵌固系数来考虑周边构件的约束作用,而不考虑翼缘或周边框架的刚度。本文对剪切荷载作用下工字梁腹板和钢板剪力墙的弹性屈曲进行了有限元分析,指出与周边构件扭转刚度和钢板弯曲刚度的比值有关的参数β可以准确地衡量周边构件对钢板的约束程度。在对1000多个模型计算结果分析的基础上,给出了工字梁腹板和钢板剪力墙剪切屈曲系数随参数β的变化规律。

翼缘约束对波形钢腹板弹性剪切屈曲的嵌固效应

现有波形钢腹板剪切性能设计和评估公式,是基于四边简支波形板或具有某种特定翼缘的波形钢腹板工字梁分析结果提出的,不能合理反映翼缘约束对波形钢腹板剪切屈曲的嵌固效应。弹性剪切屈曲是波形钢腹板剪切性能研究的重要基础。本文采用通用有限元分析软件ANSYS,通过特征值屈曲分析,对9组四边简支波形板模型和63组波形钢腹板工字梁模型的弹性剪切屈曲行为进行模拟。分析模型按腹板波形和腹板长宽比划分为9个系列。通过对各系列模型翼缘尺寸的参数化分析,探索翼缘约束作用及其对波形钢腹板弹性剪切屈曲应力的影响规律。提出了翼缘约束程度的定量化评价参量及其对波腹板弹性剪切屈曲嵌固效应的定量化评价系数。研究结果表明,翼缘约束对波形钢腹板的弹性剪切屈曲具有嵌固效应,波腹板的弹性剪切屈曲应力高于相应的四边简支波形板。

工字梁在纯剪作用下翼缘对腹板屈曲的约束作用

本文采用柱屈曲特征函数应用伽勒金法计算了工字梁在纯剪作用下腹板局部屈曲时翼缘的弹性约束，得到的结果表明我国新修订的（钢结构设计规范）（ＧＢＪ１７—８８）采用的约束系数是合理的。

弹性转动边界约束的组合梁腹板剪切屈曲分析

采用里兹能量变分法构建剪切应力作用下考虑弹性转动约束边界的组合梁高腹板临界屈曲应力计算模型,基于弹性薄板理论分析混凝土桥面板、剪力钉、钢翼缘板结构特性、材料参数与边界弹性转动约束系数之间的关系,推导由剪力钉连接的钢-混组合翼缘板对腹板的弹性转动约束系数求解公式,通过与工字钢组合梁有限元模型及经典理论边界解的比较,验证了该理论计算模型的准确性,结果显示理论模型计算结果与有限元分析结果符合良好.