鋼格柵板是一種由承載扁鋼與橫桿按照一定的間距正交組合通過焊接或壓鎖加以固定的開敞板式鋼構(gòu)件。在石油化工、電力、港口碼頭、市政等工程領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛。鋼格柵板與鋼梁的連接方式主要有兩種：一種是焊接固定，一種是鞍形夾固定。隨著鋼格柵板作為平臺板的廣泛使用，經(jīng)常會(huì)受到人的走動(dòng)或者機(jī)械的振動(dòng)等動(dòng)荷載作用，如果采用鞍形夾安裝方式固定，鞍形夾的螺栓難免產(chǎn)生滑動(dòng)而使鋼格柵板處于松動(dòng)狀態(tài)，使結(jié)構(gòu)存在安全隱患。因此，對于動(dòng)荷載較頻繁的環(huán)境下或者地震高發(fā)地區(qū)，鋼格柵板的安裝方式一般采用焊接安裝。
目前普遍認(rèn)為鋼格板作為平臺板焊接在鋼梁上對鋼梁的穩(wěn)定性無影響，實(shí)際上鋼梁的上翼緣板受壓，鋼格柵板焊接在鋼梁的上翼緣板有可能為鋼梁提供上部的支撐,提高其整體穩(wěn)定性。而ＧＢ５００１７－２００３《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》只規(guī)定各種剛性板和鋼板牢固相連在鋼梁上時(shí)，不需計(jì)算鋼梁的整體穩(wěn)定性，并未給出鋼格柵板這類板材對鋼梁穩(wěn)定性的影響，鋼格柵板焊接在鋼梁上對鋼梁穩(wěn)定性的提高程度還不確切。本文采用通用有限元軟件ＡＮＳＹＳ對鋼格柵板焊接的鋼梁的整體穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，得出一些結(jié)論，為實(shí)際工程提供參考。
鋼格柵板鋼梁模型的建立
對鋼梁上焊接鋼格柵板的鋼框架模型進(jìn)行受力分析，判斷鋼格柵板焊接在鋼梁上翼緣時(shí)對鋼梁的穩(wěn)定性的影響。如圖1. 在分析前進(jìn)行假定：由于鋼格柵板焊接在鋼梁的上翼緣，在分析過程中，鋼格柵板出現(xiàn)安全外加荷載作用下最大撓度或鋼梁達(dá)到失穩(wěn)狀態(tài)，焊縫均不受影響，即鋼格柵板或者鋼梁失穩(wěn)時(shí)二者還是緊緊連接在一起的，焊縫并未發(fā)生破壞。
圖1 圖2
鋼格柵板鋼梁模型非線性屈曲分析
依據(jù)文獻(xiàn)，取跨度３ｍ的Ｇ６５５／３０／５０Ｗ 型號鋼格柵板分析其焊接在鋼梁上翼緣時(shí)對鋼梁穩(wěn)定性的影響。由于橫桿只固定承載扁鋼，基本上不承受荷載，網(wǎng)格劃分完后，荷載及邊界條件如下：端部鋼梁與鋼柱剛接，約束鋼梁端部的自由度。橫桿的作用是防止承載扁鋼側(cè)向失穩(wěn)，即約束承載扁鋼。如圖2.
對鋼格柵板鋼梁模型進(jìn)行非線性屈曲分析，引入鋼梁初始幾何缺陷，對鋼格柵板的承載扁鋼施加均布荷載，然后提取鋼格柵板鋼梁模型的非線性分析結(jié)果，經(jīng)上述分析得到鋼框架模型在有鋼格柵板焊接在鋼梁上翼緣作用時(shí)鋼梁失穩(wěn)時(shí)所受的最大應(yīng)力為５７５．０２ｋＮ，臨界彎矩為Ｍｃｒ２＝６４６．８９ｋＮ·ｍ，線荷載為ｑ２＝６３．８９ｋＮ／ｍ，在無鋼格柵板焊接在鋼梁上翼緣時(shí)，鋼框架模型鋼梁的臨界彎矩為Ｍｃｒ１ ＝２６４．６ｋＮ·ｍ，線荷載ｑ１＝２６．１３ｋＮ／ｍ，即鋼格柵板焊接在鋼梁上時(shí)對鋼梁的穩(wěn)定性有提高的作用，提高幅度約為５９．１％。
當(dāng)鋼梁上焊接鋼格柵板時(shí)，鋼格柵板既能作為平臺板使用，也能作為鋼梁的有效支撐，能有效地阻止鋼梁發(fā)生側(cè)向位移。如果要使鋼梁達(dá)到臨界破壞，那么就需要更大的荷載作用。在設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)鋼梁承受的荷載一定的情況下，按照通常鋼梁截面的選取會(huì)造成不必要的浪費(fèi)，因此，當(dāng)鋼格柵板焊接在鋼梁上時(shí)，可以減小鋼梁截面的取值，進(jìn)而減小鋼材的用量，為實(shí)際工程帶來經(jīng)濟(jì)效益。
