工字钢_混凝土组合梁弹性约束畸变屈曲研究

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1、工字钢-混凝土组合梁弹性约束畸变屈曲研究叶继红，陈伟(东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室，江苏南京210096)摘要:约束畸变屈曲是不同于侧向屈曲和畸变屈曲的一类特殊的屈曲形式，通常发生在组合梁负弯矩区。基于弹性地基压杆方法对组合梁弹性约束畸变屈曲进行了研究。将Svensson压杆模型进行改进，考虑了腹板参与部分，并推导了两种基于改进压杆模型的变轴力稳定计算表达式。借助于有限元方法，分析了现有变轴力弹性地基压杆方法用于组合梁约束畸变屈曲的求解精度，研究结果表明:弹性地基压杆方法对组合梁作用纯弯矩及三

2、角形负弯矩情况符合良好，但对非线性弯矩分布情况精度较差。对约束畸变屈曲引入等效弯矩假设，并对其适用性进行了分析，提出了约束畸变屈曲等效弯矩假设临界长度简化公式，进而通过三步简化实现了连续组合梁弹性约束畸变屈曲计算。关键词:组合梁;弹性地基压杆方法;等效弯矩假设;约束畸变屈曲中图分类号:TU398TU311.2文献标志码:AElasticrestraineddistortionalbucklingofI-steel-concretecompositebeamsYEJihong，CHENWei(KeyLaborato

3、ryofC＆PCStructuresofChinaMinistryofEducation，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract:Asaspecialbucklingmode，restraineddistortionalbuckling(RDB)isdifferentfromoverallbucklinganddistortionalbuckling，andusuallyoccursinthenegativemomentregionofthecomposi

4、tebeams．ThepresentpaperinvestigatestheelasticRDBofcompositebeamsbasedontheelasticallysupportedcolumn(ESC)method．Firstly，Svensson’sESCmodelisproperlyimprovedbyincludingtheparticipationofthewebaspartofthebucklingcolumn，andtwokindsoftheoreticalexpressionsforthei

5、mprovedESCsubjectedtoavaryingaxialforcearederived．Then，thesolutionprecisionofseveralESCmethodsfortheRDBproblemisdiscussed，basedonthefiniteelementmethod．TheresultsshowthatESCsubjectedtonegativeuniformmomentortriangularmoment，haveagoodagreementwithFEMresults，bu

6、tESCisnotsuitableforthecasesofnonlinearmomentdistribution．AnequivalentmomentassumptionisfirstintroducedandprovedsuitablefortheRDBproblem．AcriticallengthformulaofequivalentmomentassumptionfortheRDBproblemisproposed．Furthermore，athree-stepsimplifiedmethodisprop

7、osedandcanbeusedfortheelasticRDBproblemofcontinuouscompositebeams．Keywords:compositebeam;elasticallysupportedcolumnmethod;equivalentmomentassumption;restraineddistortionalbuckling基金项目:江苏省自然科学基金项目(BK2006103)。作者简介:叶继红(1967—)，女，辽宁锦州人，工学博士，教授。E-mail:yejihong@seu.

8、edu.cn收稿日期:2010年4月82尤其是压杆变轴力能否代替组合梁真实弯矩梯度方面，亦未见相关文献报道。此外，实际工程中，组合梁常以多跨形式存在，此时组合梁弯矩分布情况复杂，其弹性约束畸变屈曲若仍采用轴力恒定的压杆方法，既不合理又过于保守。本文首先将Svensson压杆模型进行改进，考虑腹板参与部分，即以弹性地基压杆弯扭屈曲代替工字梁约束畸变屈曲。新压杆模型的变形形式