波浪腹板H型钢结构设计软件的研发与应用

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1、第5卷第3期V01．5No．32013年6月Jun．2013波浪腹板H型钢结构设计软件的研发与应用晋娟茹夏绪勇(中国建筑科学研究院，北京100013)【摘要】波浪腹板H型钢是一类腹板为正弦曲线的型钢构件，具有承栽效率高、经济性好等优点，多用于轻型门式刚架结构中。本文介绍了钢结构设计软件STS中波浪腹板H型钢结构设计功能，通过实例分析，比较波浪腹板与平腹板构件用于门式刚架、吊车梁设计中的用钢量，给出波浪腹板的经济性指标。【关键词】波浪腹板；STS软件；门式刚架【中图分类号-]TU391【文献标识码】A【文章编号】1674-7461(2013)03—0081—0

2、5波浪腹板H型钢是一种新型、高效的型材，与1波浪腹板H型钢的设计要点常规H形钢不同，使用波浪腹板作为工字钢的腹板，平翼缘和波浪腹板通过高频连续焊连接(图1)。波浪腹板H型钢，因为腹板是波浪形的，与常国内现行的《波浪腹板钢结构应用技术规程》CECS规的平腹板H形钢比较，在构件内力分析、节点连290：2011(下面简称规程)规范了使用波浪腹板作接构造、构件加工和整体施工等方面都有很大的差为构件腹板的相关设计、施工和验收要求，目前波异。构件加工方面，国内已有比较成熟的技术，山浪腹板H型钢已经被推广应用到一些轻钢厂房、吊东华兴钢构有限公司从奥地利引进加工设备，能生车

3、梁、桥梁的设计中，见图2。产等截面、变截面的波浪腹板H型钢，目前已经成本文详细介绍了钢结构设计软件STS中的波浪功应用到多个实际工程中；施工方面，规程对波浪腹板H型钢结构的设计功能、应用对比分析。腹板的轧制、焊接、安装、验收等做了详细规定。下面图1波浪腹板H型钢图2波浪腹板应用实际工程【作者简介】晋娟茹(1977一)，女，副研究员。主要研究向：钢结构软件开发。着重分析波浪腹板构件在设计方面的要点。腹板设计，采用替换平腹板或贴焊补强板；规程4．21．1内力分析与变形计算节，详细讲述了节点连接构造要求。波浪腹板H型钢门式刚架内力分析时，对于构2STS波浪腹板H型

4、钢结构设计功能件的轴向刚度、抗弯刚度计算都不计入腹板的贡献，同时考虑腹板的剪切变形的影响，剪切刚度由STS软件在2012新规范V1．3(20120630)版本中于腹板波浪的存在，对剪切刚度进行折减，并计人增加了波浪腹板H型钢结构设计功能。能完成波浪剪切变形的影响。腹板门式刚架设计，包括模型输入、结构分析、节点设计和施工详图绘制；并提供了波浪腹板H型钢简支1．2构件验算梁、组合梁、吊车梁、抗风柱、简支檩条等构件的设计。波浪腹板H型钢门式刚架柱构件计算长度系2．1波浪腹板H型钢门式刚架设计数按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》确定，构件验算按《波浪腹板钢结构应用

5、技术规程》，规程规2．1．1模型输入定了波浪腹板构件的设计方法，明确波浪腹板构件模型建立同普通的门式刚架建模方法相同，可在轴力、弯矩和剪力作用时，翼缘仅承担轴力与弯以使用软件提供的快速建模方法建立，也可以交互矩产生的截面法向应力，腹板仅承担截面剪力。建立网格线完成模型输入，区别在于构件截面定义对于正截面强度计算，以压弯或拉弯构件强度时，需要定义波浪腹板H型钢截面。验算公式为例：软件将波浪腹板H型钢定为标准型钢，包含等截面波浪腹板H型钢和变截面波浪腹板H型钢，内≠±等±等≤f(、1)7嵌了多种型钢规格可以直接选择，也可以根据需要A向‘y，形。‘y，职，、其中A

6、向，既，暇，为仅考虑翼缘计算出的截面自定义截面参数。型钢表见图4。梁、柱构件都可特性参数。以定义波浪腹板H型钢截面，完成构件布置后，在抗剪计算时，波浪腹板受力与平腹板拉力场受构件查询和显示区分波浪腹板和普通的H形钢，波力方式不同，为波浪腹板受力作用下的稳定控制，浪腹板用BH表示。受剪稳定承载力按下式计算。2．1．2结构分析与构件验算在结构内力分析和构件验算时，对波浪腹板Hr=—}≤叼妒／(2)‘埘n埘型钢构件，软件自动采用《波浪腹板钢结构应用技术其中吼为腹板的抗剪承载力稳定系数。规程))CECS290：2011进行设计，包括受弯构件、压弯1．3节点连接设计构

7、件强度、稳定、局部稳定的验算，长细比的控制等。腹板是波浪形的，导致连接时构件、连接板和2．1．3节点设计和施工详图绘制加劲板之间的连接不方便，规程规定了门式刚架结软件依据规程，实现了波浪腹板门式刚架结构构中各连接部位的连接方法，为波浪腹板构件的应节点设计，包括梁柱、牛腿、柱脚、梁梁等节点连接，用提供了参考标准。如规程3．2．3条规定：由波浪最终完成整体施工详图的绘制，统计钢材用量，图5腹板构件组成的门式刚架结构，在构件转折、牛腿为某工程整体施工图。对波浪腹板梁柱节点域加以及梁柱连接等节点域位置，构件的腹板宜按照平强，软件提供两种方式，即平板替换和贴焊补强板。

8、一一一}一-一}一一．⋯{一j一{一一一图3波浪腹板