波纹腹板H型钢研究与应用的若干关键问题

受到腹板局部稳定性等技术条件的限制，现有规格的建筑用热轧工字钢、H型钢和焊接H型钢腹板用钢量比重都比较大，而波纹腹板H型钢是一种高效的新型建筑用钢材，其腹板可以以较薄的厚度（1-4mm）获得较高的屈曲强度和平面外刚度，腹板高厚比可以达到600。较之其他型钢，截面钢材的分配更加合理，能够有效节约钢材。波纹腹板H型钢应用中的若干关键问题如：抗剪、抗弯、局部承压承载力、疲劳强度和连接方法等，国际上尚未形成定论，最新研究成果不断发表，而我国的研究和应用尚处于起步阶段。本项目拟采用足尺试验、有限元理论及经典梁、柱、板壳稳定理论相结合的方法对上述问题进行研究，分析各种受力情况下的受力模型，得到承载力计算公式。并结合我国加工条件，讨论各种生产工艺对型钢力学性能的影响，并提出相关建议。为波纹腹板H型钢的研究和应用提供理论支持和实践指导。

本项目“波纹腹板H型钢研究与应用的若干关键问题”自2011.1开始，至2013.12，基本完成了项目申请书中的主要研究内容，取得了一定的研究成果。. 1.对波纹腹板剪切破坏形态和抗剪承载力进行了试验研究，分析了波纹尺寸和其他参数对抗剪承载力的影响，提出波纹腹板H型钢的抗剪承载力设计公式。. 2.通过优化分析，最后得到承载力高，用钢量较省，且具有良好塑性的腹板波形，并通过试验进行了验证对比。. 3. 研究波纹腹板H型钢梁的抗弯性能，通过对一定数量的抗弯强度破坏试验和梁整体稳定性能试验，提出波纹腹板H型钢梁抗弯强度、整体稳定的设计公式。. 4. 研究了波纹腹板H型钢在局部荷载作用下的承压性能，通过不同的加载方式，分析荷载分布宽度等因素对承载力的影响，并提出了波纹腹板H型钢的局部承压承载力的设计方法。. 5. 通过进行波纹腹板H型钢节点连接试验研究，考察不同的连接手段的受力特点，并提出各种连接方法的计算公式。. 通过上述研究，基本解决了波纹腹板钢结构应用中的主要的关键问题，并将设计方法形成了技术规程，可以用于指导波纹腹板钢结构的设计、加工和安装等。