梯形波纹钢腹板局部屈曲强度研究

《梯形波纹钢腹板局部屈曲强度研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、梯形波纹钢腹板局部屈曲强度研究摘要：各国学者对波纹腹板局部屈曲研究时间较长，其局部屈曲强度的计算方法繁多。为此，本文总结归纳了梯形波纹钢腹板的局部屈曲强度计算公式，并综合国外的试验数据与各个公式进行对比分析，为梯形波纹钢腹板局部屈曲强度计算公式提出了建议。关键词：波纹钢腹板；局部剪切；屈曲强度中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：LOCALSHEARBUCKLINGSTRENGTHOFTRAPEZOIDALCORRUGATEDSTEELWEBSYangYangyangWangfangli(Sc

2、hoolofCivilEngineering,Xi'anUniversityofArchitectureandTechnology,Xi'an710055,China)Abstract：Thelocalbucklingofcorrugatedsteelwebshasbeenstudiedextensively.Theformulasforestimatingthelocalshearbucklingstrengthhasnotbeenclearlyexplained.Thispapersummari

3、zespreviouslyformulasforpredictingthelocalbucklingstrengthoftrapezoidalcorrugatedweb.TestsresuItsfrompreviousresearchareorganized.Thevariousformulasforpredictingthelocalshearbucklingstrengtharecomparedwithtestresults,throughcomparison,somerecommendtati

4、onlocalshearbucklingformulaareproposed.Keywords：trapezoidalcorrugatedsteelwebs,elasticlocalshearbucklingstrength,inelasticlocalshearbucklingstrength波纹腹板能以较薄的厚度通过腹板波折获得较大的平面外刚度和剪切屈曲强度，并避免使用加劲肋。由于上述优点，波纹腹板引起了各国学者的广泛关注。目前各国学者提出的波纹腹板局部剪切屈曲强度公式较为繁多。本文将收集到的试

5、验数据与各公式进行对比分析，为梯形波纹钢腹板局部剪切强度公式的设计提出一些建议。1弹性局部屈曲强度计算公式图1波纹钢腹板几何参数示意图局部屈曲发生在某个板带宽度范围内，可以认为梯形波纹腹板是由一系列沿长边互相支撑的矩形板组成，同时板的短边靠翼缘支撑。波纹板形状如图1所示。(1)Skan一Southwell公式(1)式中E、v分别为钢板的弹性模量和泊松比；tw为钢板厚度；hw为腹板高度；w为腹板的宽度，取平板和斜板中较宽者；kl为局部剪切屈曲系数，可按式(2)〜式(4)计算：若长边简支，短边固结：(2

6、)若四边简支：(3)若四边固结：(4)(1)修正的Timoshenk公式实际工程中w远小于hw,假定b2c,局部屈曲发生在平板范围内，弹性屈曲强度可由Timoshenk公式确定。取泊松比v=0.3,可得：(5)式中b为波纹钢腹板直板段宽度，c为斜板段宽度。(2)美国AISC规范采用的公式美国AISC规范对局部剪切屈曲系数kl的计算公式进行了简化[1],规定：(6)(7)(3)日本本谷桥、中野高架桥设计中采用的公式(8)令6=hw/w,式(8)中kl按下式计算：2非弹性局部屈曲强度计算公式上述局部屈曲

7、强度计算公式均是在板是完全弹性的假定下得到的，实际工程设计中需考虑塑性对临界剪应力的影响。(1)日本设计指南中的公式在日本的设计指南［2］中，以剪切屈曲系数作参数，给出了波纹钢腹板局部屈曲强度(图2)的验算公式，即:(9)图2FHWA剪切屈曲强度曲线式中：为波纹钢腹板的局部屈曲强度，为剪切屈服强度。(2)瑞典规范的公式［3］(10)(3)Elgaaly公式［4_(11)(4)Abbas公式［5］(12)3各种计算公式的比较分析由上可知，各国学者提供的局部屈曲强度公式众多，本文将国外的一些试验结果［6

8、］与上述各公式进行了对比分析。限于篇幅，本文将不列出各试验的试验参数，表1给出了试验值与各公式计算值之比的一些统计参数，其中Te为试验得到的极限剪切强度，T1为式(1)按Id为长边简支、短边固定计算的值，T2为式(1)按Id为四边简支计算的值，T3为式(1)按kl为四边固支计算的值，T4为式(5)的计算值，t5为式(7)的计算值，t6为式(8)的计算值。表1各种公式计算值与试验值的符合程度通过对比分析可得如下结论：(1)把边界条件看作长边简支、短边固支得到的局部屈曲强