工字鋼_混凝土組合梁彈性約束畸變屈曲研究

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1、工字鋼-混凝土組合梁彈性約束畸變屈曲研究葉繼紅,陳偉(東南大學(xué)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇南京210096)摘要:約束畸變屈曲是不同于側(cè)向屈曲和畸變屈曲的一類特殊的屈曲形式,通常發(fā)生在組合梁負(fù)彎矩區(qū)?;趶椥缘鼗鶋簵U方法對(duì)組合梁彈性約束畸變屈曲進(jìn)行了研究。將Svensson壓桿模型進(jìn)行改進(jìn),考慮了腹板參與部分,并推導(dǎo)了兩種基于改進(jìn)壓桿模型的變軸力穩(wěn)定計(jì)算表達(dá)式。借助于有限元方法,分析了現(xiàn)有變軸力彈性地基壓桿方法用于組合梁約束畸變屈曲的求解精度,研究結(jié)果表明:彈性地基壓桿方法對(duì)組合梁作用純彎矩及三

2、角形負(fù)彎矩情況符合良好,但對(duì)非線性彎矩分布情況精度較差。對(duì)約束畸變屈曲引入等效彎矩假設(shè),并對(duì)其適用性進(jìn)行了分析,提出了約束畸變屈曲等效彎矩假設(shè)臨界長(zhǎng)度簡(jiǎn)化公式,進(jìn)而通過三步簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)了連續(xù)組合梁彈性約束畸變屈曲計(jì)算。關(guān)鍵詞:組合梁;彈性地基壓桿方法;等效彎矩假設(shè);約束畸變屈曲中圖分類號(hào):TU398TU311.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼:AElasticrestraineddistortionalbucklingofI-steel-concretecompositebeamsYEJihong,CHENWei(KeyLaborato

3、ryofC&PCStructuresofChinaMinistryofEducation,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)Abstract:Asaspecialbucklingmode,restraineddistortionalbuckling(RDB)isdifferentfromoverallbucklinganddistortionalbuckling,andusuallyoccursinthenegativemomentregionofthecomposi

4、tebeams.ThepresentpaperinvestigatestheelasticRDBofcompositebeamsbasedontheelasticallysupportedcolumn(ESC)method.Firstly,Svensson’sESCmodelisproperlyimprovedbyincludingtheparticipationofthewebaspartofthebucklingcolumn,andtwokindsoftheoreticalexpressionsforthei

5、mprovedESCsubjectedtoavaryingaxialforcearederived.Then,thesolutionprecisionofseveralESCmethodsfortheRDBproblemisdiscussed,basedonthefiniteelementmethod.TheresultsshowthatESCsubjectedtonegativeuniformmomentortriangularmoment,haveagoodagreementwithFEMresults,bu

6、tESCisnotsuitableforthecasesofnonlinearmomentdistribution.AnequivalentmomentassumptionisfirstintroducedandprovedsuitablefortheRDBproblem.AcriticallengthformulaofequivalentmomentassumptionfortheRDBproblemisproposed.Furthermore,athree-stepsimplifiedmethodisprop

7、osedandcanbeusedfortheelasticRDBproblemofcontinuouscompositebeams.Keywords:compositebeam;elasticallysupportedcolumnmethod;equivalentmomentassumption;restraineddistortionalbuckling基金項(xiàng)目:江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(BK2006103)。作者簡(jiǎn)介:葉繼紅(1967—),女,遼寧錦州人,工學(xué)博士,教授。E-mail:yejihong@seu.

8、edu.cn收稿日期:2010年4月82尤其是壓桿變軸力能否代替組合梁真實(shí)彎矩梯度方面,亦未見相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。此外,實(shí)際工程中,組合梁常以多跨形式存在,此時(shí)組合梁彎矩分布情況復(fù)雜,其彈性約束畸變屈曲若仍采用軸力恒定的壓桿方法,既不合理又過于保守。本文首先將Svensson壓桿模型進(jìn)行改進(jìn),考慮腹板參與部分,即以彈性地基壓桿彎扭屈曲代替工字梁約束畸變屈曲。新壓桿模型的變形形式

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