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輕鋼結構房屋采用壓型腹板梁的新設計技術

  據悉,輕鋼結構房屋采用彎折形腹板的梁可以摒棄加勁肋構造,減少製造加工量,為了增加薄腹板局部的穩定性,須應用腹板彎折的措施,設計出的各式壓型腹板梁結構。這種梁的腹板長細比λ,可達300~600,板越薄越容易加工成型。除了在支座處以及較大集中的荷載處,均不需要再設立橫向加勁肋。腹板如褶殼一樣受力,以越大抗扭剛度保持壓型腹板的局部穩定性,這對有偏心荷載作用的吊車梁相當有意義。腹板厚為2~8mm,具有節材、省工、剛度好、耐凍性高等一係列優點。與同厚腹板普通梁相比,壓型腹板的軋製費工,並且使得翼緣焊縫自動的焊接複雜化。但是因腹板的減薄以及大量取締了橫向加勁肋,同比致使總勞動量降低了約15%~25%。

  在同一腹板長細比時,由於加勁肋少、抗扭剛度大、局部穩定性好等原因,壓型腹板梁與柔腹板梁相比在用材量及製造勞動量上皆占優勢,其梁跨間的變形也減小15%~20%。

  輕鋼結構房屋壓型腹板梁的彎矩正應力主要由翼緣承受。由於斜向折板無法承受彎矩,在臨近翼緣處腹板受力力度迅速下降到零,剪應力沿腹板高度近於均勻分布。壓型腹板局部的失穩可能有兩個形式∶在單個單波或是平板上翹曲;或在幾個波紋範圍裏出現翹曲。於三角波紋壓型的腹板上失穩臨界了應力的確定,如同對在自由支承平板上,以間距a的橫向加勁肋加固的情況。折算加勁肋間距取波長之半,加勁肋剛度亦取單個波長剛度之半。這種梁的限度狀態取決於腹板的長細比、折殼的形狀、集中荷載作用區有無加勁肋等因素。

  壓型腹板梁的應用範圍與柔腹板梁相同。三角形折板工藝簡單,波紋折板穩定性好。國外有采用中間有壓型褶皺而在與翼緣相連的兩邊為平板的構造,雖便於焊接,但對壓型工藝與設備提出越高的要求。如需在梁高範圍內穿越管線時,可於腹板中性軸處設置直徑不大於腹板高度之半的圓孔,並且以環向肋加固孔邊。

  一些研究結果表明:與同等鋼材的普通梁相比,輕鋼結構房屋應用壓型腹板梁可以降低鋼耗20%~25%;與柔腹板梁相比約減小重量8%~10%。

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