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变截面倒梯形钢梁抗弯承载力设计方法

钟水溶 闻彦博 高修建 刘文锐 陈志华

钟水溶, 闻彦博, 高修建, 刘文锐, 陈志华. 变截面倒梯形钢梁抗弯承载力设计方法[J]. 钢结构(中英文), 2025, 40(9): 13-24. doi: 10.13206/j.gjgS24090601
引用本文: 钟水溶, 闻彦博, 高修建, 刘文锐, 陈志华. 变截面倒梯形钢梁抗弯承载力设计方法[J]. 钢结构(中英文), 2025, 40(9): 13-24. doi: 10.13206/j.gjgS24090601
Zhong Shuirong, Wen Yanbo, Gao Xiujian, Liu Wenrui, Chen Zhihua. Design Methods for Flexural Capacity of Variable Cross-Section Inverted Trapezoidal Steel Beams[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2025, 40(9): 13-24. doi: 10.13206/j.gjgS24090601
Citation: Zhong Shuirong, Wen Yanbo, Gao Xiujian, Liu Wenrui, Chen Zhihua. Design Methods for Flexural Capacity of Variable Cross-Section Inverted Trapezoidal Steel Beams[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2025, 40(9): 13-24. doi: 10.13206/j.gjgS24090601

变截面倒梯形钢梁抗弯承载力设计方法

doi: 10.13206/j.gjgS24090601
详细信息
    作者简介:

    钟水溶,硕士研究生,工程师,主要从事钢结构设计研究工作。Email:1024659245@qq.com

Design Methods for Flexural Capacity of Variable Cross-Section Inverted Trapezoidal Steel Beams

  • 摘要: 变截面倒梯形钢梁作为一种新型钢梁,其凭借良好的力学性能和较低的成本,在大型空间结构中得到广泛应用。相比于常规H型钢梁、箱形截面梁和圆钢管构件,其具有更加复杂的几何形态。影响该类杆件几何形态的因素很多,导致此类杆件的承载能力存在很大差异。而GB 50017—2017《钢结构设计标准》中并未给出其抗弯承载力计算方法,工程应用中缺少理论计算方法。以深圳市大运城市综合交通枢纽工程中的变截面倒梯形次梁为例,给出其截面特性计算公式,利用ABAQUS建立数值模型,进行参数化分析,分析其受力机理及变化规律,提出变截面倒梯形钢梁承载力系数β,基于参数分析结果提出抗弯承载力理论计算式,给出设计流程。通过建立两段式变截面倒梯形钢梁的标准模型,设置合适的端部截面参数,得到变截面倒梯形钢梁抗弯承载力的变化规律,重点研究了翼缘宽厚比、腹板高厚比、倒梯形截面上下宽度比值、楔率对于变截面倒梯形钢梁抗弯承载力的影响,揭示了各因素下截面塑性发展机理,结果表明倒梯形钢梁抗弯承载力随上下翼缘宽度比值和楔率的增大而上升,随腹板高厚比和翼缘宽厚比的增大而减小。基于端部截面弹性极限弯矩,提出变截面倒梯形钢梁承载力系数β,充分考虑构件的弹塑性抗弯承载力,通过多元线性回归分析推导出变截面倒梯形钢梁在集中荷载和分布荷载作用下的抗弯承载力理论计算公式,将公式与数值模拟结果进行对比,二者拟合较好。针对变截面倒梯形钢梁的工程应用,总结出变截面倒梯形钢梁的设计流程,分析其整体稳定性,给出截面强度和局部稳定验算公式,为实际工程应用提供了设计依据。
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-09-06
  • 网络出版日期:  2025-11-05
  • 刊出日期:  2025-09-22

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