10剖分T型钢压杆腹板局部屈曲及高厚比限值.pdf

第35卷第2期
建筑结构
2005年2月
削分T型钢压杄腹板局部屈曲及高厚比限值
彭晓彤
赵永生
(西安建筑科技大学710055)(苏州科技学院215011)(山东建筑工程学院济南250014)
提要]《钢结构设计规范》(GB500172003)放宽了热轧剖分T型钢压杆腹板高厚比限值,促进了剖分'T犁
钢的推广使用。对剖分T型钢压杆腹板局部屈曲进行了理论分析、试验研究及非线性有限元计算。在试验及
分析结果的基础上,提出了腹板高厚比限值简化计算公式并对规范公式进行了验证。
[关键词]T型钢压杆腹板试验局部屈出
Web Local Buckling and Width-thickness Limit of Cut-t Struts Under Compression/Peng Xiaotong, GGU Qiang
Zhao Yongsheng (1 Xi'an University of Architeeture and echnology, 710055, China: 2 University of Science and
echnology of Suzhou, 215011, China; 3 Shandong Institut of Architecture and Engineering, Jinan 250014, China)
Abstract: The width-thickness limit of T-section strut prescribed in the code for design of sleel siructure (GB50017
2003) is broadened so as to promote the using of the hot-rolled cut T-section strut. In order to discuss the wed local
buckling of cut-t struts, the theoretical analysis, experimental research and nonlinear finite element calculations were
made. Bascd on the cxporimcntal and analytical rcsults, the simplified formula of width-thickncss limit for wcb is prc
sented and the formula provided by design code is tcstilicd
Keywords: T-section: strut; web; experiment; local buckling
一、前言
分为短柱(以字母D表示)和中
热轧H型钢纵向切开得到的剖分T型钢(图1)用长柱(以字母Z表示)两大类,短
于桁架上弦代替传统双角钢T型截面,可使构造简化、柱长度取20,中长柱长度有x
经济省时。剖分?型钢分为三类,其中室翼型(TN)的40i、,60i、,80,三种,中长柱试
腹板高厚比大多超过20,最大达28.3,中翼型(TM)的件两端焊有厚20mm的端板。实
腹板高厚比也有一部分超过20,均不满足旧《钠结构测构件尺寸详见表1,表中A为
设计规范》(GHJ17-88)日中规定的T犁压杆腹板高试件截面积,符号定义见图1。
图1剖分T型钢
厚比限值。现行《钢结构设计规范》(GB50017
2.试验方案
截面示意图
2003)2(简称规范)新増了热轧剖分型钢压杆腹板
试验在西安建筑科技大学结构试验氧2000kN长
高厚比的算式h2/≤(15+0.2)23/f,规范在柱试验机上进行。试件两端均设球铰,试件的计算长
计算T形截面钢压村翼缘、腹板的局部稳定吋抛弃了度为其实际长度与一副球铰厚度之和,即Lo=L+
规范中对腹板和翼缘都按三边简支板考虑,屈曲系90mm。测点布置及试验装置见图2。因试件加工时
数取0.425的假定,而是考虑翼缘对腹板屈曲提供
未附材料拉伸试验的试样,只得在试验后的中长试件
束作用,取腹板屈曲系数为1.28,考虑到几何缺陷的上截取,材性试验的取样部位按国家标准《热轧H型
影啊实际取为1.16。针对上述问题,通过27根剖分
钢和剖分T型钢》(GB/T11263-1998)确定,试件尺寸
型钢杆的试验,并借助有限元分析软件对剖分型和加工要求按国家标准《金属拉仲试验试样》
剝腹板的局部屈曲及村件弯扭失稳的性能进行了几儿(GB6.397-86)规定执行,部分试验结果见表2。
何、材料非线性有限元分析,提出了剖分T型钢腹板高
试验结果
厚比简化计算公式,并对规范公式进行了验证。
部分短柱ADI~AID3出于自身长细比较小(长细
、试验研究
比え,≈20),构件破坏时截面的平均应力接近屈服强
1.试件描述
度,即构件发生强度破坏,其余短柱与入,为40,60
试件均为窄翼型(TN)剖分T型截面,宽高比为的构件,破坏时截面平均应力在(0.75~1)f之间,为
1,其中A,B,C三类截面分别为T99×99×4.5×7,弹塑性弯扭破坏;入、为80的构件,破坏时截面平均应
r124×124×5×8,T173×174×6×9。试件按长度カ小于0.75f、,为弹性弯扭破坏。C类截面及BZ1