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冷弯加劲高强度钢梁受力性能及经济性分析

王卫永 王子琦 谭兴奎 庞士云 黄丹 黄永东

王卫永, 王子琦, 谭兴奎, 庞士云, 黄丹, 黄永东. 冷弯加劲高强度钢梁受力性能及经济性分析[J]. 钢结构(中英文), 2022, 37(10): 32-42. doi: 10.13206/j.gjgS22033101
引用本文: 王卫永, 王子琦, 谭兴奎, 庞士云, 黄丹, 黄永东. 冷弯加劲高强度钢梁受力性能及经济性分析[J]. 钢结构(中英文), 2022, 37(10): 32-42. doi: 10.13206/j.gjgS22033101
WANG Wei-yong, WANG Zi-qi, TAN Xing-kui, PANG Shi-yun, HUANG Dan, HUANG Yong-dong. Load Bearing Capacity and Economic Analysis of Cold-Formed Stiffened High-Strength Steel Beams[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2022, 37(10): 32-42. doi: 10.13206/j.gjgS22033101
Citation: WANG Wei-yong, WANG Zi-qi, TAN Xing-kui, PANG Shi-yun, HUANG Dan, HUANG Yong-dong. Load Bearing Capacity and Economic Analysis of Cold-Formed Stiffened High-Strength Steel Beams[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2022, 37(10): 32-42. doi: 10.13206/j.gjgS22033101

冷弯加劲高强度钢梁受力性能及经济性分析

doi: 10.13206/j.gjgS22033101
基金项目: 

重庆市自然科学基金资助项目(cstc2021ycjh-bgzxm0009)

详细信息
    作者简介:

    王卫永,男,1982年出生,博士,教授。E-mail:wywang@cqu.edu.cn

Load Bearing Capacity and Economic Analysis of Cold-Formed Stiffened High-Strength Steel Beams

  • 摘要: 随着炼钢技术的进步,高强钢材在建筑领域逐渐得到应用。相比于普通钢材,高强度钢材具有节约钢材、减小截面尺寸、减轻结构重量、提高抗震性能等优点。对于宽厚比较大的板件,在压力作用下易发生局部屈曲从而降低了构件的承载能力。而设置加劲肋改变了原板件的受力性能和屈曲行为,可以提高被加劲板件的综合刚度,且冷弯加劲具有制作方便、加工成本低的优势。为了探明采用冷弯半圆形加劲的高强度钢梁的受力性能及经济性,采用ABAQUS有限元模型,并与两端夹支、跨中单点加载的H形钢梁试验结果进行对比,验证有限元模型的准确性后,建立翼缘和腹板加劲的H形和箱形截面钢梁受弯分析模型。分别选择4种截面尺寸的H形截面钢梁考察翼缘加劲对钢梁强度和稳定承载力的影响大小,对H形、上翼缘加劲、上下翼缘均加劲的三种截面类型进行数值模拟,对比不同截面形式钢梁受弯强度承载力,通过改变上下翼缘厚度,得到与Q355级H形截面钢梁极限承载力相同时翼缘的厚度,得出不同尺寸情况下相应的用钢量减少比例。分别对H形和箱形腹板设置加劲肋的钢梁截面进行尺寸优化,在保持截面用钢量不变的情况下增加翼缘厚度,对比不同优化截面尺寸时Q355级腹板加劲截面相比于不加劲H形截面钢梁的受弯强度承载力;通过优化的截面尺寸,得到相同承载力时加劲高强Q690钢梁相比于Q355钢梁用钢量的节约程度。研究表明:H形钢梁上翼缘朝外加劲与朝内加劲相比具有更高的受弯强度承载力,翼缘加劲会显著降低整体失稳承载力;相同截面面积的翼缘加劲Q690钢梁比Q355钢梁受弯强度承载力提高1倍以上,相同强度承载力的翼缘加劲,Q690钢梁比Q355钢梁用钢量节约50%左右;腹板减薄厚度且设置一个加劲肋,保证用钢量不变的情况下增加翼缘厚度,钢梁受弯强度承载力更高;H形Q690钢梁采用优化截面时在保证承载力与Q355钢梁相等的情况下,节省用钢量40%左右;箱形Q690钢梁采用优化截面时在保证承载力与Q355钢梁相等的条件下,节省用钢量30%左右。
  • [1] 周绪红.冷弯型钢结构研究进展[J].钢结构(中英文),2020,35 (1):1-19.
    [2] Ban H Y,Shi G,Shi Y J,et al.Research progress on the mechanical property of high strength structural steels[J].Advanced Materials Research,2011,250-253:640-648.
    [3] Cao X,Xu Y,Kong Z,et al.Residual stress of 800 MPa high strength steel welded T section:experimental study[J].Journal of Constructional Steel Research,2017,131:30-37.
    [4] 葛建舟,黄学伟,赵军,等.Q690D高强钢基于循环微孔扩展模型的断裂预测分析[J].钢结构(中英文),2021,36 (7):18-28.
    [5] 王彦博,李国强,陈素文,等.Q460高强钢焊接H形柱轴心受压极限承载力参数分析[J].建筑钢结构进展,2013,15 (5):8-13.
    [6] 申红侠,任豪杰.高强钢构件稳定性研究最新进展[J].建筑钢结构进展,2017,19 (4):53-62

    ,92.
    [7] 李翔,王卫永,于克强.高温下轴心受压高强Q690钢柱的局部稳定[J].建筑钢结构进展,2021,23 (3):54-63.
    [8] Khan M,Paradowska A,Uy B,et al.Residual stresses in high strength steel welded box sections[J].Journal of Constructional Steel Research,2016,116:55-64.
    [9] Yang B,Nie S,Xiong G,et al.Residual stresses in welded I-shaped sections fabricated from Q460GJ structural steel plates[J].Journal of Constructional Steel Research,2016,122:261-273.
    [10] Li T J,Li G Q,Wang Y B.Residual stress tests of welded Q690 high-strength steel box-and H-sections[J].Journal of Constructional Steel Research,2015,115:283-289.
    [11] Jiang J,Chiew S P,Lee C K,et al.An experimental study on residual stresses of high strength steel box columns[J].Journal of Constructional Steel Research,2017,130:12-21.
    [12] 熊晓莉,王田,谌磊.国产Q460高强钢焊接T形截面残余应力分布试验研究[J].建筑钢结构进展,2021,23 (9):42-53.
    [13] 刘梅,张露露,王培军,等.闭口加劲薄壁铝合金轴压构件局部屈曲性能试验研究[J].建筑结构学报,2015,36 (7):81-90.
    [14] 袁霖,张其林,罗晓群.球头加劲铝合金轴压构件的局部稳定设计方法分析[J].建筑结构学报,2021,42 (4):185-193.
    [15] 赵秋,翟战胜,陈宝春,等.U形肋加劲板局部稳定性试验研究[J].建筑结构学报,2017,38 (7):156-163.
    [16] 刘连杰,惠颖.设加劲肋防止畸变屈曲卷边Z型钢梁的性能研究[J].钢结构(中英文),2019,34 (12):26-30.
    [17] 张洋.双肢拼合弓形冷弯薄壁型钢闭合截面梁受弯承载力研究[D].西安:长安大学,2021.
    [18] 翟战胜.混合钢U肋加劲板受压稳定性能与设计方法研究[D].福州:福州大学,2016.
    [19] 姜洪阳.钢箱梁受压加劲板设计方法研究[D].西安:长安大学,2013.
    [20] 李文岭,何保康.帽形中间加劲肋纯压作用下加劲性能的有限条分析[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2004 (4):424-429.
    [21] 李国俊.高强冷弯薄壁型钢方形加劲截面轴压柱直接强度法研究[D].西安:西安建筑科技大学,2007.
    [22] 杨钰,刘占科.翼缘加劲与未加劲C形轴压构件畸变屈曲临界应力计算简式[J].建筑钢结构进展,2021,23 (6):71-77

    ,92.
    [23] 陈绍蕃.钢结构设计原理[M].北京:科学出版社,2016.
    [24] 熊刚.Q460GJ钢焊接H型钢梁整体稳定性能研究[D].重庆:重庆大学,2018.
    [25] 中华人民共和国住房和城乡建设部.钢结构工程施工质量验收标准:GB 50205—2020[S].北京:中国计划出版社,2020.
    [26] 中华人民共和国住房和城乡建设部.钢结构设计标准:GB 50017—2017[S].北京:中国建筑工业出版社,2018.
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  • 收稿日期:  2022-03-31
  • 网络出版日期:  2023-02-06

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