腹板开孔复杂卷边槽钢双肢拼合构件轴压性能试验研究

作者：张壮南; 郭庆霖; 王春刚^*

来源：建筑结构学报, 2020, 41(06): 205-214.

DOI：10.14006/j.jzjgxb.2017.0791

• 双肢拼合工字形柱
• 复杂卷边槽钢
• 腹板开孔
• 轴心受压试验
• 轴压性能

通过12根腹板开孔复杂卷边槽钢和Σ形复杂卷边槽钢双肢拼合工字形简支轴压构件的轴压试验,研究了构件承载能力、失稳模式和拼合作用。采用有限元软件ANSYS对试验进行了模拟,验证了分析模型准确性。并通过有限元变参数分析研究了孔高、孔宽和孔间距对拼合构件承载力的影响。结果表明:复杂卷边槽钢截面双肢拼合开孔构件的腹板多波失稳现象明显,屈曲发生时两腹板间的相互支撑作用较强;Σ形复杂卷边槽钢截面双肢拼合开孔构件能有效地控制腹板局部屈曲的发生并显著提高短柱、中长柱的承载力;设置腹板加劲肋有助于提高孔洞周围板件变形的约束作用,同时也减弱了两单肢腹板间的相互支撑作用;相同条件下,Σ形复杂卷边槽钢截面双肢拼合开孔构件的轴压承载效率与复杂卷边槽钢截面双肢拼合开孔构件相比,短柱提高了32%,中长柱提高了10%,长柱提高了2%;非加劲截面构件在不同长度下,孔高为腹板高度1/2(69 mm)时构件的稳定承载力较孔高为25 mm时下降约7%;而孔宽、孔间距对上述两类截面构件稳定承载力影响不大;此外,采用直接强度法预测非加劲截面双肢拼合构件的承载力结果偏于保守,而对加劲截面双肢拼合构件则略显不安全。

• 单位
  土木工程学院; 沈阳建筑大学