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作者
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Filip Łukasik
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本学位论文以腹板大开孔钢梁设计方法为研究对象，内容包含理论研究与试验分析两部分。
在理论研究部分，对相关文献及开孔梁领域的知识现状进行了综述。阐述了此类构件的发展演变过程及其应用情况、典型孔洞形状以及特有的局部破坏机制，包括空腹效应（Vierendeel机制）与孔间腹板屈曲。整理了补强构造准则（水平与竖向盖板、加劲环）、几何限值条件，并根据最新版欧洲规范——即 EN 1993-1-13:2024 与 EN 1993-1-14:2024 标准，归纳出一套设计计算流程。
在试验 – 分析部分，对四根采用 IPE300 型钢制成的圆形开孔钢梁开展了试验研究。试件分为两组对照方案——宽孔距组与窄孔距组，每组内分别包含一根无补强的梁和一根以钢管衬套进行孔洞加强的梁。试验采用三点弯曲加载方案，并同步采集荷载、挠度、点应变及基于 DIC 技术的应变场数据。将试验结果与依据 EN 1993-1-13 进行的解析计算以及使用 Dlubal RFEM 6 程序完成的有限元数值分析（GMNIA）结果进行了对比验证。
通过分析可以确认，开孔梁的抗力主要取决于局部破坏机制。对于宽孔距布置的梁，控制性破坏模式为空腹受弯失效（Vierendeel机制）；而对于窄孔距布置，则与孔间腹板柱相关机制起主导作用。研究证明，加劲环补强措施可有效缓解孔边应力峰值并使空腹受弯抗力得以提高，从而可使削弱梁的受力性能趋近于实体截面构件。在抗力及破坏模式方面，试验、解析与数值分析的结果吻合良好，从而证实了 EN 1993-1-13 规范所载设计方法在指导此类构件设计时的正确性。