摘要：为了克服平腹钢板面外刚度较低,容易屈曲且与混凝土黏结较弱的特点,将梯形波纹钢板引入PEC柱中,形成梯形波纹腹板PEC柱截面形式。为研究其轴压承载性能,设计并完成5根不同长细比和不同横向系杆间距的竖向梯形波纹腹板PEC柱轴压试验,得到PEC柱试件在轴压作用下的破坏形态、荷载–位移关系曲线、荷载–应变关系曲线等。结果表明:所有柱的破坏失效模式具有相似性,都表现为翼缘鼓曲和混凝土压碎失效;由横向系杆、翼缘、波纹腹板组成的约束形式能够较好地约束混凝土,提高混凝土抗压强度,增强构件延性,提高变形能力;随着长细比增加,试件的初始刚度、峰值承载力均有所降低,但峰值后变形能力增强,延性较好;随着横向系杆间距的减小,试件的初始刚度、峰值荷载和延性系数均增大,试件具有更优越的轴心抗压性能。将有限元模拟结果与试验结果进行对比,在验证模型有效性的基础上,参考相关规范,结合试验结果和有限元拓展分析结果,利用叠加原理拟合得到竖向梯形波纹腹板PEC柱在轴心受压状态下的承载力计算公式。公式计算结果可靠度较高,且具有一定的安全储备,可为实际施工设计提供参考建议。

摘要：由于预应力波纹腹板组合梁的腹板存在显著的手风琴效应,使其受力性能不同于普通平腹板组合梁。为了研究手风琴效应对预应力波纹腹板组合梁抗火性能的影响,采用ABAQUS有限元软件建立了考虑端部约束的预应力波纹腹板组合梁在火灾下的数值模型,分析了预应力波纹腹板组合梁在高温下的破坏形式、跨中挠度、拉索张力及组合梁轴力等随温度变化的特点。结果表明:高温下波角30°腹板的局部失稳区域大于波角45°和60°组合梁的失稳区域;波高50 mm的组合梁跨中挠度值最小;波高越大,临界状态时腹板局部失稳区域越大;平直段长度50 mm组合梁跨中挠度最小,轴向刚度更大;腹板厚度对波纹腹板组合梁跨中挠度的影响最为显著;轴向约束作用下的组合梁典型破坏形态是梁端负弯矩区腹板和下翼缘发生局部屈曲;不同轴向约束比下,梁的轴向力从压力转变为拉力时温度为691℃;转角约束比对组合梁的影响主要集中在473℃至临界温度阶段;不同转角约束比下,组合梁轴向压力转变为轴向拉力的温度为677℃。

摘要：为研究新型钢管高强灌浆料翼缘-波纹腹板曲梁的受剪性能,设计制作了4个缩尺试件开展新型梁的受剪性能试验。4个试件包括1个直梁和3个曲梁。试验得到了试件的失效模式、极限载荷、荷载-应变曲线和荷载-位移曲线。结果表明:在剪切荷载作用下,曲率较小的曲梁和直梁的波纹腹板失效模式基本相同;波纹腹板的稠密程度影响曲梁的失效模式。为了进一步研究新型曲梁的受剪性能,建立了有限元分析模型。基于试验测试结果,校验了有限元模型在分析试件失效过程的有效性。利用校验后的有限元模型,研究了波纹腹板厚度、曲率、波纹子平板宽度、波纹倾角、波纹深度及腹板约束条件对新型曲梁抗剪性能的影响。结果表明:曲率对新型曲梁波纹腹板抗剪屈曲性能影响较小,腹板高厚比对新型曲梁腹板的屈曲模式和受剪承载力影响较大。新型曲梁钢管高强灌浆料翼缘对腹板有较强约束并承担部分剪力。

摘要：为研究钢管混凝土翼缘-波纹腹板组合曲梁(CIG-CFTF-CW)在局部压力作用下的承载力,设计制作了3根曲梁试件,包括2个CIG-CFTF-CW和1个平板翼缘-波纹腹板曲梁(CIG-CW),对其进行局部承压破坏试验研究。通过分析试件的破坏形态、荷载-位移曲线和关键区域的应变发展规律,研究了试件的失效机制和承载力。将试验结果与已有文献中的钢管混凝土翼缘-波纹腹板组合直梁(SIG-CFTF-CW)的局部承压试验结果进行对比,并结合有限元分析,研究了初始曲率对CIG-CFTF-CW的局部承压承载力的影响。研究结果表明:新型组合曲梁试件的局部承压承载力为CIG-CW试件局部承压承载力的1.98倍;受压翼缘的抗弯、抗扭强度和波纹腹板的波形对CIG-CFTF-CW的局部承压承载力影响较大;当新型组合曲梁的圆心角不大于0.6 rad时,初始曲率对承载力的影响较小。

摘要：波纹钢腹板梁与采用平面腹板的传统钢板梁相比,在用钢量相同的情况下,具有更大的抗剪屈曲能力。目前的一些标准和规范,如欧洲规范,给出了确定波纹腹板梁抗剪屈曲承载力的设计方法。本研究利用ANSYS软件进行非线性有限元分析,对波纹腹板的抗剪屈曲能力开展了参数研究,并验证了欧洲规范计算公式的准确性。结果表明,波纹腹板的抗剪屈曲能力随着腹板厚度、腹板高度、波纹角度、波纹深度和沿梁跨波纹数的增加而增加,随着波纹宽度的增加而降低;欧洲规范公式的精度对于梯形波纹腹板是合适的,但对于使用三角形或矩形波纹腹板的梁,则必须加以修正。

摘要：为探究差异化的构形参数对复合材料波纹梁吸能性能影响,针对多种构形波纹梁,进行动态压溃试验,对试验现象分析及试验数据处理,给出了多种构形波纹梁的载荷-时间曲线和破坏模式。采用有限元软件ABAQUS模拟波纹梁的瞬态冲击过程,得到吸能特性参数比吸能(SEA)和平均载荷值等,并与试验结果对比,对比结果验证了数值模型的有效性。通过试验及数值分析结果讨论了波纹构形对波纹梁峰值载荷和吸能能力的影响,对不同构形波纹梁以及增加薄弱环节设计的吸能差异作出评估,为实际工程设计提供参考依据。结果表明,利用等截面剖面杆轴向压缩载荷作用下的临界应力方程将波纹梁梁高/波幅比、波长/波幅比设定在相应关系式时波纹梁结构表现出较为稳定的压溃过程,具有一定的应用价值;波纹腹板圆角R值除了对峰值载荷及平均载荷有影响,对波纹梁破坏模式改变也有一定关系,薄弱圆角r值能比较好的改善峰值载荷大小。

摘要：根据波纹腹板梁翼缘局部失稳的特性提出波纹腹板H型钢梁翼缘局部失稳的理论计算模型,指出波纹腹板梁翼缘失稳相当于两加载边简支,一非加载边弹性转动约束的弹性板。由理论推导得到了翼缘局部弹性屈曲应力计算公式,利用有限元分析验证了该理论模型的有效性。同时探讨了受拉翼缘、梁的长度以及腹板参数变化对受压翼缘局部失稳的影响,最后根据有限元计算结果给出了可供工程设计参考的翼缘宽厚比限值计算公式。

摘要：为研究波纹腹板H型钢梁开孔后的受剪性能,设计完成4个试件的受剪承载力试验。试验设计为两端简支梁的跨中单调加载,试验中监测试件跨中位移,得到试件的荷载-位移曲线、极限荷载和破坏形态等。采用ABAQUS对其进行数值模拟,将模拟结果与试验对比得到,有限元模型能较好地模拟各试件的受载变形过程。参考现有未开孔波纹腹板的弹塑性屈曲计算方法,根据试验结果及有限元参数分析结果,提出波纹腹板开孔后的弹塑性承载力的计算式。研究表明,开圆孔后的波纹腹板均发生整体剪切屈曲破坏,现有的未开孔波纹腹板弹塑性屈曲计算公式对于开孔后的波纹腹板偏于不安全,文中提出的公式与试验及参数分析的结果相比具有较好的安全性,且形式简单、便于采用。

摘要：利用Matlab程序模拟吊车梁变幅应力荷载谱并采用考虑低应力幅值影响的疲劳曲线,应用有限元分析方法,将波纹腹板H形钢吊车梁与具有相同承载力极限和荷载边界条件的普通平截面H形钢吊车梁的疲劳寿命进行比较。结果表明,波纹腹板H形钢吊车梁相对于普通平截面H形钢吊车梁的整体疲劳性能和疲劳寿命均得到了较大的提升。此外,通过改变腹板构件的波纹尺寸对结构的疲劳寿命进行了参数分析,包括波纹腹板的波纹高度、波纹长度和波纹倾角,系统地研究了波形腹板H形钢吊车梁的疲劳寿命,最后结合波纹腹板在不同尺寸时的钢材使用量,在同时考虑疲劳性能和经济性能的情况下得到了一定的规律可作为波纹腹板设计的参考。

摘要：研究波纹腹板H形钢梁开孔后经钢套筒补强后的受弯性能。设计完成了两个试件的受弯承载力试验,得到了试件的荷载-位移曲线、极限荷载和破坏形态等。采用ABAQUS有限元软件对其进行数值模拟,并对其受弯承载力进行了理论分析,提出了受弯承载力的计算式。研究表明,波纹腹板H形钢梁开孔后经过补强仍具有较好的抗弯变形能力,并且具有较好的塑性性能;开孔后经过补强的波纹腹板梁在弯矩作用下腹板上几乎不存在弯曲正应力,认为截面弯矩完全由上、下翼缘承担;其抗弯承载力可采用理论公式进行设计。