帶孔鋼梁承載力研究.pdf

1、帶孔鋼梁由于其自身的特殊性在建筑、土木、海洋結構、船舶、飛機，機械和其它很多領域得到了越來越廣泛的應用。但是，目前國內對這種構件的研究比較缺乏，規(guī)范中沒有針對此類構件的相應條款。本文將針對此基本構件展開系統(tǒng)的研究，旨在對這類構件的工作性能有比較詳盡的了解。在此基礎上，提出適合應用于實際工程設計的方法，為實踐工作提供可靠的依據(jù)。采用兩種方法對帶孔梁的整體穩(wěn)定進行分析。基于能量法及Rayleigh-Ritz法，以Fourier級

2、數(shù)作為符合幾何邊界條件的變形函數(shù)，應用數(shù)值積分的手段，求得腹板開有孔洞梁的臨界荷載；采用三維板殼單元對腹板開孔梁的整體失穩(wěn)進行分析，在應用板殼有限元理論解決梁的此問題時，它實質上就是一個特征值屈曲問題，最后可以獲得失穩(wěn)時的臨界載荷和相應的失穩(wěn)變形模式。應用板殼有限元理論，考慮結構的材料非線性，幾何非線性以及各種初始缺陷分析帶孔梁從受到外部荷載作用到破壞整個過程的受力性能，考察結構的荷載-位移曲線特征和相應荷載作用下的整個結構

3、的變形狀態(tài)。利用國外學者的試驗數(shù)據(jù)，可以驗證這種方法的可行性。計算大量的典型算例，考慮不同的參數(shù)變化對極限承載力的影響。依據(jù)有限元計算結果，提出了梁開孔截面在沒有剪力作用下的彎矩承載力、在沒有彎矩作用下的剪力承載力的簡化計算公式以及開孔截面在彎矩和剪力共同作用下的承載力相關關系的簡化設計公式。將配置有橫向加勁肋的腹板簡化為四邊支承的矩形板，應用板殼有限元理論研究開有不同形狀、不同大小孔洞的腹板在剪切、彎矩單獨作用下的屈曲應