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    鋼異形柱壓彎組合實用計算研究

    作者:建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
    時間:2009-12-22 20:26:10 [收藏]

      鋼異形柱壓彎組合實用計算研究
      張莉若 趙爽 王明貴 陳章華

      摘要 繼文獻(xiàn)[1]和文獻(xiàn)[2]對L形截面鋼柱的彎扭屈曲一般性相關(guān)方程和軸心受壓實用計算研究,本文研究了L形截面鋼柱壓彎組合承載力實用計算方法,化簡了L形截面柱彎扭屈曲一般性相關(guān)方程,考慮了柱缺陷影響,用梁柱理論分析得出L形截面柱壓彎組合實用設(shè)計計算公式,并做了幾組L形截面柱偏心受壓承載力試驗,驗證了計算公式。
      關(guān)鍵詞 L形截面鋼異形柱,壓彎組合,偏心受壓

      我們在文獻(xiàn)[1]中提出了用熱軋H型鋼組合成L形截面柱在住宅建筑中應(yīng)用的思想,并利用薄壁構(gòu)件理論建立了任意截面柱彎扭屈曲一般性相關(guān)方程,分析了其理想直桿軸壓特征值問題。在文獻(xiàn)[2]中研究了任意截面柱有缺陷影響的軸心受壓承載力實用設(shè)計計算公式。本文將化簡任意截面柱彎扭屈曲一般性相關(guān)方程,用梁柱理論研究任意截面柱壓彎組合承載力實用計算公式,再用幾組L形截面柱偏心受壓試驗進(jìn)行驗證所得計算公式。

      1.一般方程化簡
      為了方便敘述,在此引進(jìn)文獻(xiàn)[1]有關(guān)任意截面柱彎扭屈曲相關(guān)方程

      式中符號意義見文獻(xiàn)[1]說明。引用文獻(xiàn)[1]的符號定義,方程(1)可改寫為

      2.壓彎組合計算分析
      方程(3)是理論簡化公式,但工程上對于帶有缺陷的柱在受軸向壓力P和彎矩M聯(lián)合作用的承載力計算公式,我們將用梁柱理論和疊加的方法得出。
      軸向壓力: 僅受軸向壓力時,根據(jù)文獻(xiàn)[2]結(jié)果,帶缺陷柱的軸向受壓承載力為



      壓彎組合作用:疊加軸向受壓和彎矩作用的結(jié)果,得到在工程上應(yīng)用的任意截面柱壓彎組合承載力設(shè)計計算公式為


      3.偏心受壓試驗
      我們用兩個熱軋H型鋼HN200×100×5.5×8組合成L形截面柱(圖1),通過偏心受壓試驗研究任意截面柱壓彎組合承載力性能,并與實用公式(9)計算結(jié)果相比較。兩組試件尺寸見表2。

      試驗結(jié)果表明,短柱(2.0m )呈現(xiàn)彎曲屈曲,長柱(3.0m )呈現(xiàn)彎扭屈曲柱。4根柱的變形如圖2~圖5所示。實用公式(9)計算值與實驗的對比見表3,從表3可見,試驗值比實用公式計算值偏大,說明本文提出的實用設(shè)計公式(9)用于工程設(shè)計是偏于安全的。


      4.結(jié)論
      本文化簡了任意截面柱彎扭屈曲一般性相關(guān)方程,用梁柱理論和疊加法研究任意截面柱壓彎組合承載力實用計算公式,為工程應(yīng)用提供了方便,再用幾組L形截面柱偏心受壓試驗進(jìn)行驗證所得計算公式是偏于安全的。到此為止,我們提出的L形截面柱,在薄壁柱彎扭相關(guān)屈曲一般性方程的理論基礎(chǔ)上,進(jìn)行了任意截面柱軸壓分析、方程化簡、試驗驗證、L形截面常用參數(shù)計算表、試點工程[5]等一系列工作,為`L形截面柱在鋼結(jié)構(gòu)住宅工程的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。



      參考文獻(xiàn)
      [1]. 王明貴,張莉若,譚世友,鋼異形柱彎扭相關(guān)屈曲研究,《鋼結(jié)構(gòu)》Vol. 21, 2006.
      [2]. 王明貴,王曉瑜,陳章華,鋼異形柱軸心受壓承載力實用計算研究,《鋼結(jié)構(gòu)》Vol. 22, 2007.7.
      [3] 陳紹蕃主編,高等學(xué)校試用教材《鋼結(jié)構(gòu)》,1986年3月.
      [4]. 趙爽,鋼異形柱壓彎組合實用計算研究,北京科技大學(xué)研究生論文,2008.
      [5] 張莉若,王明貴,鋼異形柱在鋼結(jié)構(gòu)住宅工程中的應(yīng)用,2006年全國鋼結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)年會論文集。
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