【摘要】：為了充分利用高強(qiáng)鋼的高強(qiáng)度特性,設(shè)計(jì)了4片采用Q420qD高強(qiáng)度腹板的焊接工字鋼梁,并采用跨中單點(diǎn)加載的形式進(jìn)行抗剪性能試驗(yàn)研究。分析了腹板高厚比、翼緣約束效應(yīng)、剪跨比等關(guān)鍵參數(shù)對(duì)高強(qiáng)度工字鋼梁抗剪性能的影響規(guī)律,研究了高強(qiáng)度Q420qD腹板的抗剪極限承載能力及剪切破壞機(jī)理,并驗(yàn)證建議理論模型的正確性與腹板抗剪承載力計(jì)算公式對(duì)高強(qiáng)度鋼梁的適用性。研究結(jié)果表明:試驗(yàn)梁在腹板彈性剪切屈曲后均形成了拉力帶,充分發(fā)揮了屈曲后強(qiáng)度,最終形成框架機(jī)構(gòu);基于試驗(yàn)結(jié)果確定了高強(qiáng)度工字鋼梁腹板的拉力帶分布形式與破壞框架模型,其可作為高強(qiáng)度工字鋼梁腹板的剪切失效理論模型;采用較大的翼緣相對(duì)腹板剛度,可提供更強(qiáng)的剪切抗力,理論計(jì)算時(shí)應(yīng)計(jì)入翼緣對(duì)腹板的約束效應(yīng),試驗(yàn)與理論計(jì)算的對(duì)比分析結(jié)果驗(yàn)證了高強(qiáng)度工字鋼梁翼緣對(duì)腹板約束系數(shù)的合理取值應(yīng)為1.25,理論模型與計(jì)算公式適用性強(qiáng);隨著剪跨比的增大,試驗(yàn)梁的腹板屈曲后強(qiáng)度均充分發(fā)展,但試驗(yàn)梁在彈性屈曲后的腹板面外變形明顯減小,僅在臨近剪切極限強(qiáng)度時(shí)腹板面外變形呈不收斂增長(zhǎng),因此高強(qiáng)度腹板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)兼顧腹板面外屈曲變形的控制與腹板屈曲后強(qiáng)度的有限利用,保證高強(qiáng)鋼橋使用階段的安全可靠。
[Abstract]:In order to make full use of the high strength characteristics of high strength steel, four welded I-beam beams with Q420qD high strength web plate were designed, and the shear properties of four I-beam beams were studied by single point loading in the middle span. The influence of the key parameters of web height to thickness ratio, flange restraint effect and shear span ratio on the shear resistance of high strength I-beam is analyzed. The ultimate shear bearing capacity and shear failure mechanism of high strength Q420qD web plate are studied. The correctness of the proposed theoretical model and the applicability of the web shear bearing capacity formula to high strength steel beams are verified. The results show that the tensile band is formed after the elastic shear buckling of the web plate, and the post-buckling strength is brought into full play, and finally the frame mechanism is formed. Based on the test results, the tensile band distribution form and failure frame model of high strength I-beam web plate are determined, which can be used as the shear failure theory model of high strength I-beam web plate, and the relative web stiffness of flange is adopted. Can provide stronger shear resistance, and the theoretical calculation should take into account the restraint effect of the flange on the web, The results of comparison and analysis between the test and the theoretical calculation show that the reasonable value of constraint coefficient of high strength I-beam flange to web should be 1.25, the applicability of theoretical model and calculation formula is strong, and with the increase of shear span ratio, The post-buckling strength of the web of the test beam is fully developed, but the out-of-web deformation of the test beam decreases obviously after elastic buckling, and only when the ultimate shear strength is near, the out-of-plane deformation of the web does not converge. In order to ensure the safety and reliability of high-strength steel bridges, the control of out-of-plane buckling deformation and the limited use of post-buckling strength should be taken into account in the design of high-strength web.
【作者單位】： 長(zhǎng)安大學(xué)公路大型結(jié)構(gòu)安全教育部工程研究中心;中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司;
【基金】：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(“九七三”計(jì)劃)項(xiàng)目(2015CB057706) 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51378070,51408056) 交通運(yùn)輸部應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(2014319812080) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(310821153501,310821151015)
【分類號(hào)】：U446

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本文編號(hào)：2166673