《Journal of Building Engineering》：Experimental and Numerical Analysis of Column Web Subjected to Transverse Compression at the Unstiffened End
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研究人员针对开口双对称截面钢构件在横向荷载（patch loading）作用于无加劲端附近时腹板抗力显著下降的问题，开展了足尺试验与有限元数值分析。结果表明：当横向荷载距无加劲端极近时，腹板抗力降至中部加载工况的约60%；不论荷载位置如何，塑性应变峰值均出现在
研究人员针对开口双对称截面钢构件在横向荷载（patch loading）作用于无加劲端附近时腹板抗力显著下降的问题，开展了足尺试验与有限元数值分析。结果表明：当横向荷载距无加劲端极近时，腹板抗力降至中部加载工况的约60%；不论荷载位置如何，塑性应变峰值均出现在腹板与翼缘过渡区；翼缘对腹板提供可观的嵌固作用（fixity）。基于ANSYS的GMNIA（几何与材料非线性含缺陷分析）模型经试验验证后，用于IPE 100~600系列截面参数分析，揭示了抗力随近端距离减小而降低的规律（e≤0.5h时影响可忽略，e=0.1h时降至约60%）。研究人员对比EN 1993-1-8、EN 1993-1-5与AISC 360-16，指出现行规范对近端效应考虑不足或偏于保守。进一步由数值应力分布反推得到实际有效宽度beff,w与荷载分布角1:rb，提出考虑腹板-翼缘嵌固边界的解析改进思路，为钢构件连接区腹板抗压设计提供更贴近实际的依据。
研究背景方面，开口双对称截面钢梁柱在节点连接或吊车梁轮压等场景下承受横向压缩（patch loading），现有EN 1993-1-8与EN 1993-1-5及AISC 360-16等规范对该荷载靠近无加劲端时的抗力折减或忽略不计或采用经验性保守处理，早期文献亦指出该工况知识缺口大。为厘清无加劲端邻近效应对柱腹板抗压性能的影响机制并校验规范安全性，研究人员以S235钢IPE 200足尺试件（10个）与ANSYS SOLID186实体单元GMNIA（几何和材料非线性分析及缺陷模态叠加法）模型相结合，系统分析荷载距端距离e=0.125h~2.0h范围内抗力、变形与应变场演变，并将数值反演的有效宽度与分布角用于改进解析模型。该研究发表于《Journal of Building Engineering》。
关键技术方法上，研究人员在布尔诺工业大学试验室完成10个S235级IPE 200试件（长750 mm）的横向压缩足尺试验，设荷载距无加劲端25 mm、50 mm、100 mm及跨中375 mm四组，用液压作动器经16 mm加劲板单翼缘加载，另侧翼缘支承，布置应变片与位移计记录；同时建立ANSYS 19.2 SOLID186实体模型，材料取S355双线性或实测准线性本构，初始缺陷取LBA（线性屈曲分析）一阶模态幅值dw/200~dw/2000，依次运行MNA（材料非线性分析）、LBA、GMNIA三类分析，覆盖IPE 100~600截面与e=0.1h~2.0h参数空间，并以试验曲线校验数值刚度与峰值力。
研究结果部分，引言指出横向压缩抗力受截面形式、轴力剪力耦合及近端效应影响，规范EN 1993-1-8取有效宽度beff,w与简支假定偏保守，EN 1993-1-5用kF系数涵盖近端工况但中距段偏安全，AISC 360-16对端距≤d时屈服抗力按式(19)折减且屈曲抗力端近时取50%折减。方法章节中试验设置显示：跨中加载平均峰值242.07 kN，e=100 mm时为217.17 kN（89.7%），e=50 mm时173.74 kN（71.8%），e=25 mm时149.27 kN（61.7%），即近端越近抗力越低；应变片数据表明腹板-翼缘过渡处竖向应变增速远高于腹板中部，印证过渡区应力集中与翼缘嵌固产生端部弯矩。数值验证表明dw/2000缺陷幅值模型与试验力-位移曲线最吻合（25 mm距误差16%，其余1.5%~4.8%），竖向刚度偏差4%~11%。参数分析显示e≥0.5h时抗力折减可忽略，e=0.4h、0.3h、0.2h、0.1h时MNA/GMNIA折减约5%、10%、30%、40%；GMNIA捕获屈曲模态，LBA临界力Fcr随e减小而降。由MNA峰值反推法（Method 1）与竖向正应力等值面积法（Method 2）得beff,w近端略变窄，分布角1:rb在e≥0.4h时近恒定，规范EN 1993-1-8常数角偏粗。
讨论与结论翻译：研究人员确认横向荷载距无加劲端距离对抗力影响显著，e<0.5h后折减加剧，e=0.1h时GMNIA抗力约为远端工况60%，且近端加载更促发腹板平面外屈曲；AISC 360-16屈服折减偏保守，建议屈服折减限距可降至0.5h与屈曲一致；各工况塑性应变极限（5%）首达位置恒为腹板-翼缘过渡区，源于该处荷载扩散面窄及翼缘对腹板嵌固引入端部弯矩；由数值应力场反演的实际beff,w与1:rb较规范更贴实，提出的解析法纳入腹板-翼缘转动约束，可补强EN 1993-1-8简支假定不足，为钢构件连接腹板抗压校核提供修正路径。
