正弦波纹腹板钢梁腹板在均布受压荷载作用下屈曲的理论分析.pdfVIP

第九届全国现代结构I程学术研讨会 正弦波纹腹板钢梁腹板在均布受压荷载作用下 屈曲的理论分析 董颖杰周学军王晓晔 提薹波纹腹板钢集具有良好的刚度、强度，稳定性的新型结构，通过丹析Ⅲ弦波纹钢腹板在均靠荷栽作用下的届曲，推 导出波筑腹袄在均受压荷载作用下的临界荷载与临界应力公式并与传统打平腹板进行比较．证明7正幕波毂刚腠 扳波纹承戴力的提高。 关薯诃：Ⅲ弦渡纹钢膜板，腹扳屈曲．波纹承戴力 一、引言 随着钢结构的发展，工字钢、H型钢的需求量日益增加，研究也愈加深入，在保证承载力的前提下采 用渡纹艟板代替工字钢或H型钢中的平腹板，减少用钢量并优化其受力性能。用波纹腹板代替平腹板这一 建议最早由结构力学专家提出并引起了工程界的广泛关注，常福清…等相继对波纹腹板H钢粱的屉曲等问 题进行了计算分析．证明波纹对增强腹板的侧弯剐度和稳定性有良好作用焊接波纹腹板H型钢的渡纹钢 腹板和翼缘板的局部屈曲具有相关性，即截面的三块板同时失稳各扳件的屈曲的波长相同具有共同的节 线．因此可以先研究波纹腹板在力的作用下的屈曲性能．以便进一步分析板件的屈曲强度。本文对正弦波 纹腹板铜粱的钢腹板在均布受压荷载作用下的屈曲作了理论分析，井通过一个算例与传统平腹板比较说明 波纹腹板承载力的提高情况。 二、计算模型 正弦波纹艘扳钢粱以及波纹参数如图1，2所示 ”，，—、、／‘’、—／。、、√‘、、—，—、、，，’1 田1正弦波纹腹板铜粱示童田 In建筑2009增刊 第九届全国现代结构工程学术研讨会 图2正弦波纹腹板钢梁刚腹板波纹参数 正弦波纹腹板的曲线方程为：z：日sin竿 以 其中：H为正弦波纹腹板的半波幅， 名为正弦波纹腹板的半波长。 三、荷载作用情况 正弦波纹钢腹板的受力图如图3所示。 图3正弦波纹钢腹板均匀受压 四、理论分析 根据弹性薄板理论，这种正弦波纹板为正交各向异性，相应的应力应变关系也表现为各向异性乜1，其 工业建筑2009增刊 第九届全国现代结构工程学术研讨会 w=丢『『{M(警)2+M(等)2+2‰等等卜 其中；Dl、D2是波纹板在弹性方向的弯曲刚度【31 仇是波纹板弹性方向的扭转刚度 Nx、Ny、Nxy为中性面上的内力 式中所涉及的刚度与波纹腹板的半波幅、半波长、波纹板的厚度、波纹腹板的高度有关， 波纹腹板只承受均布压力，Ny=Py，Nxy=0，Ny=0． 由板的边界条件，x：o，国=0；x：a，功：o得到等竿：0霎旱：0 (3) 选取满足位移边界条件的函数功=莓t(·一s孚y) (4) 将(4)式求得代入(1)和(2)整理得到应变和势能的表达式 u=云1『』D2阵％(警)2cos警y]2螂 (5) w=拿『『D2阵％了2mr5，z孚y]2蚴 (6) 式(5)(6)积分得 口 (7) 见i 西一2 Vl。，H 乃了 毛 J． 动一2