变截面门式钢刚架结构稳定承载力的试验与理论研究

《变截面门式钢刚架结构稳定承载力的试验与理论研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2007全国轻型钢结构技术研讨会论文集变截面门式钢刚架结构稳定承载力的试验与理论研究郭彦林潘滂刘涛罗颖(清华大学上木【程系北京100084)摘要：本文通过对一榀变截面门式刚架结构稳定承载力的破坏性试验，研究了在工字形构件腹板发生局部屈曲后刚架结构的受力性能及破坏机理，获得了结构全过程加载的荷载挠度曲线以及构件和节点局部属曲的发生及扩展情况，指出了梁柱节点设计的重要性及构造要求；应用大挠度弹塑性板壳有限元对变截面门式刚架结构进行了大挠度弹塑性理论分析，研究了腹板和翼缘宽厚比的变化对刚架结构稳定承载力的影响；在弹塑性范围内用粱柱单元对刚架

2、结构的稳定承载力进行了分析和计算，并与板壳单元的计算结果做了比较，发现板壳单元的理论计算结果与试验研究结果相当吻合；理论与试验研究结果对工程设计有一定的参考价值。关键词：门式刚架；稳定承载力；板的局部届曲ExperimentalandTheoreticalInVestigationtoUltimateLoad—car呵ingC叩acityofaSteelPortalFramewithTaperedMembersGU0Yanlin，PANYong，LIUTao，LUOYing(DepartmentofCiVilEngineering，’

3、I、singhuauniversity，Beijingl00084)Abstract：Anexpe—mentalinVestigationtoultimateload—ca盯yingcapacityofasteelponalframewithtaperedmembersisc撕edout．Themembersfonllingt

4、leportalframeareundertakenplatelocalbuckIingandmaterialplasticity．Itsfailuremechanism，fullloadingload—den

5、ectioncuⅣes，occurrenceandspreadofplatelocalbucklingofthemembersandjointsareobtainedanditslimitloadisconducted．Itisfbundfn)mtheexperimentalinVestigationthatthelimitloadisdirectlyinfluencedbytheplate10calbucklingandpostbucklingstrengthofthemembersandjointsofbeamandc01umn，

6、andthedesignanddeta订consⅡ1lctionofjointsshouldbespeciallyfocusedbyresearchersanddesigners．Alargedeflectionelasticplasticplate—shellfiniteelementanalysisthatcanaccuratelyreflectplatelocalbucklingispe两rmedandtheconductingresultsarecompafedwiththeresultsobtainedbyusingbeam

7、elementsthatcannotn铜ectplate10calbuck】ing．Theinnuencesoftwomainparameters，namelywidth—thicknessmtiosofwebandflanges，a』einVestigatedbychangingtheiramplitudes．Theexperimentalandtheoreticalresultsobtainedreachagoodagreementandtheobtainedconclusionisveryhelptodesignofsteelp

8、ortalftames．Keyword：portalframe，ultimateload—carryingcapacity，pIatelocalbucⅪing1引言近年来，门式刚架轻型房屋钢结构在工业建筑中获得了日益广泛的应用。门式刚架结构中的梁、柱构件在设计时多采用变截面工字型构件以适应弯矩的变化，同时放松了对工字型构件腹板宽厚比的限制，使构件截面展开从而可以利用腹板屈曲后强度，以达到节约钢材的目的。我国学者对门式刚架结构的稳定性研究已获得一些成果，其主要表现在应用变截面梁元分析门式刚架结构的弹性非线性稳定性能及边柱的稳定系数⋯叫别

9、以及在弹塑性范围内研究门式刚架结构的稳定极限承载力【4】，但分析中没有考虑‘41或近似考虑‘1H31了工字形构件腹板的局部屈曲；本文作者【51应用大挠度弹塑性板壳有限元对变截面工字形构件在腹板局部屈曲后及面内压弯荷载作用