【摘要】：波紋腹板工字形鋼梁的波紋腹板比等厚度平腹板具有更高的柱面剛度,使梁的整體承載力大幅度提高,腹板的高厚比更大,節(jié)省用鋼量,造型優(yōu)美,符合我國“適用、經(jīng)濟、綠色、美觀”的建筑指導(dǎo)方針,值得推廣使用。目前國內(nèi)外對梯形波紋腹板工字梁的研究有很多,但對正弦波紋腹板的研究相對較少,本文主要對正弦波紋腹板工字梁穩(wěn)定性進行研究。論文主要工作:借鑒梯形波紋腹板工字鋼梁臨界彎矩的處理方法,導(dǎo)出截面翹曲慣性矩,引入半波長影響參量,得到修正的集中荷載作用下正弦波紋腹板工字梁臨界彎矩。應(yīng)用該公式,分別改變正弦波紋腹板工字梁的腹板高度、腹板厚度、翼緣寬度、翼緣厚度、半波長和半波幅,計算結(jié)果,與用有限元模擬結(jié)果進行對比分析,二者吻合度較高,最大相對誤差為±6%,說明正弦波紋腹板工字形梁臨界彎矩修正公式適用于截面尺寸變化較大范圍且精度較高,可用于正弦波紋腹板工字形鋼梁的設(shè)計驗算。用有限元方法研究正弦波紋曲腹板工字形梁的腹板高度、腹板厚度、翼緣寬度、翼緣厚度、半波長和半波幅對其整體穩(wěn)定性的影響,并從臨界彎矩、穩(wěn)定系數(shù)和屈曲形式三個方面與等用鋼量的普通工字梁進行對比分析,說明了正弦波紋腹板工字形梁穩(wěn)定性優(yōu)于普通工字梁最后分析跨中集中荷載和均布荷載兩種工況下,通過多組變量,探究腹板高厚比、翼緣寬厚比、半波幅半翼寬比值等無量綱參數(shù)對正弦波紋腹板工字梁穩(wěn)定性的影響,提出截面尺寸適用范圍,為實際設(shè)計提供參考意見。
【圖文】：

解決高厚比和其穩(wěn)定性之間的矛盾，一些學(xué)者提出了用波紋腹板來代替普通平腹板。采逡逑用波紋腹板的工字梁能有效提高工字鋼梁穩(wěn)定性能１２＿３］。逡逑波紋腹板鋼梁最大的特點是腹板呈波紋狀，經(jīng)過波折的鋼板沿著波折方向具有極小逡逑的抗壓剛度，波紋腹板幾乎不承受沿著構(gòu)件縱向的壓應(yīng)力，不會在軸向荷載下發(fā)生鼓曲逡逑現(xiàn)象；而垂直于波折方向則具有比等厚度的平腹板高得多的柱面剛度，使腹板鋼梁的整逡逑體抗剪屈曲荷載大幅度提高；腹板可以做的高而薄，，腹板氋厚比限值可以達(dá)到逡逑６００＾／２３５／人＋５］。普通工字梁的腹板用鋼量要占構(gòu)件的４０％？７０％［６］，波紋腹板工字梁逡逑的腹板用鋼量一般僅占到整個構(gòu)件的２５％左右，甚至可低至４％ｍ。隨著我國城市建設(shè)逡逑的不斷發(fā)展，國家對節(jié)能、環(huán)保等要求的不斷提高，環(huán)保、綠色、快捷的建筑建材己呈逡逑現(xiàn)了快速發(fā)展的趨勢。加大波紋腹板工字梁制作技術(shù)的研究和開發(fā)，推廣批量生產(chǎn)設(shè)備逡逑的普及與應(yīng)爪，對響應(yīng)國家節(jié)能減排號召、降低碳排放量等具有較高的經(jīng)濟價值與深遠(yuǎn)逡逑的社會意義。逡逑目前，波紋腹板工字形鋼常見的波紋形式有梯形波紋、正弦波紋、三角形波紋、矩逡逑形波紋等，且波紋呈周期性重復(fù)排列１ＭＩ。其中采用較多的為正弦波形和梯形波形兩種逡逑形式［１０］，如圖１．１所示。逡逑

大了腹板成型及焊接的難度。正弦波形腹板連續(xù)過渡，腹板與翼緣板的焊接殘余應(yīng)力更逡逑�。郏矗罚卞�，隨著控制與自動焊接技術(shù)發(fā)展應(yīng)用，連續(xù)的正弦波形腹板與翼緣板焊接更容易逡逑實現(xiàn)且質(zhì)量更高［４８］。工廠自動焊接正弦波紋腹板工字梁如圖１．３所示。正弦波紋腹扳的逡逑連續(xù)波形，在形式上也美觀大方。我國建筑行業(yè)協(xié)會頒布的《波紋腹板鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》逡逑（ＣＥＣＳ２９１：２０１１）主要是為了梯形波紋腹板工字形梁的設(shè)計安裝與使用；雖然《波浪腹板逡逑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（ＣＥＣＳ２９０：２０１１）是針對正弦波紋腹板工字形梁，但規(guī)程中只推薦逡逑了六組波形，并未對波形的選取做深入的探討。本文主要研宄簡支約束下正弦波紋腹板逡逑工字形梁的整體穩(wěn)定性，提出集中荷載作用下正弦波紋腹板工字形梁臨界彎矩修正公逡逑式，研宄正弦波紋腹板工字形梁的幾何參數(shù)對其臨界彎矩和穩(wěn)定性的影響，并對波形的逡逑選取提供參考意見。逡逑圖１．３自動焊接生產(chǎn)逡逑Ｆｉｇ．邋１．３邋Ａｕｔｏｍａｔｉｃ邋ｗｅｌｄｉｎｇ邋ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ逡逑１．３．２本文研究思路逡逑對正弦波紋腹板工字形梁的穩(wěn)定性進行研究，研究思路如下：逡逑首先介紹國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及應(yīng)用現(xiàn)狀，提出本文研究的意義與目的。介紹普通工字逡逑梁、梯形波紋腹板工字梁和純彎曲與均布荷載作用下正弦波紋腹板工字梁的臨界彎矩公逡逑式
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU391

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2631993