单侧约束三边支承高强钢板的局部屈曲性能

孙立鹏，刘永健,2，张 宁，卢 迅

(1. 长安大学公路学院，西安 710064；2. 长安大学公路大型结构安全教育部工程研究中心，西安 710064；3. 西北农林科技大学水利与建筑工程学院，杨凌 712100)

部分包裹组合柱由H型钢或焊接H形截面及其翼缘板之间填充的混凝土组成，常用作高层建筑中的轴压或偏压构件[1−2]，具有承载力高、节省材料、施工便捷等优点。其翼缘板可归类为三边固支、一边自由，并在面外受混凝土单侧约束的矩形平板。在轴心压力的作用下，部分包裹组合柱的典型破坏模式为钢翼缘板局部屈曲并伴随附近混凝土压碎破坏[3−5]。通过限制板件的宽厚比，可使翼缘板在达到材料屈服强度前不发生局部屈曲，从而提高部分包裹组合柱的承载力[6]。

国内外有学者针对普通强度钢材制作的部分包裹组合柱翼缘板的局部屈曲性能和宽厚比限值进行了试验研究和数值模拟。Uy[9]进行了部分包裹组合柱的轴压试验，结果表明，混凝土的单侧约束作用可以显著提高翼缘板的局部屈曲荷载，规范中传统钢结构的有效宽度计算公式和宽厚比限值不适用于受混凝土单侧约束的板件。Chicoine等[4]和Tremblay等[5]通过试验结果拟合出了受混凝土单侧约束翼缘板的有效宽度计算公式，给出了考虑翼缘板局部屈曲的部分包裹组合柱轴心受压承载力计算公式。Song等[10]采用非线性有限元法，研究了残余应力和初始缺陷对部分包裹组合柱翼缘板局部屈曲的影响，并利用大量的数值试验结果进行回归分析，给出了受混凝土单侧约束翼缘板的极限强度公式和宽厚比限值。……