基于ABAQUS的高溫下端板拼接鋼梁整體穩(wěn)定性分析.pdf

1、近年來，綠色環(huán)保的鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國逐漸受到熱捧，而耐火性差、火災(zāi)損失嚴重的問題已不容忽視，這也在一定程度上制約了鋼結(jié)構(gòu)建筑的大面積推廣應(yīng)用。拼接鋼梁作為一種常見的結(jié)構(gòu)形式，廣泛應(yīng)用于門式剛架工業(yè)廠房、大型商品交易市場、物流倉庫等大跨空間結(jié)構(gòu)，一方面，此類建筑發(fā)生火災(zāi)的概率較一般民用建筑高出很多，另一方面，高溫下由于材料力學(xué)性能退化而使鋼梁彎扭屈曲臨界承載力大幅降低，而鋼梁的整體穩(wěn)定往往又控制著鋼梁的破壞，因此研究這種特殊鋼梁在高溫下的穩(wěn)

2、定承載力具有重要意義。
　　本文首先根據(jù)其他學(xué)者試驗數(shù)據(jù)對相似研究模型進行了有限元驗證。然后以實際工程中一拼接傾斜鋼梁為基礎(chǔ)建模，對其簡化后，考慮幾何非線性、材料非線性和焊接殘余應(yīng)力分布，得到了20—700℃區(qū)間內(nèi)不同溫度下的拼接鋼梁穩(wěn)定承載力，同時按照中國規(guī)范CECS200：2006和歐洲規(guī)范EC3：1.2計算公式得到了高溫下普通鋼梁的穩(wěn)定承載力。對比結(jié)果表明隨著溫度升高，規(guī)范計算值相比有限元結(jié)果偏高，拼接鋼梁相比普通鋼梁整體穩(wěn)

3、定承載力有所提高，且提高系數(shù)隨溫度變化而不同，500℃時最大提高值為9.2％。隨后關(guān)于節(jié)點彎曲轉(zhuǎn)動剛度對鋼梁整體穩(wěn)定影響的分析表明不同轉(zhuǎn)動剛度下，鋼梁穩(wěn)定承載力差別很小。參考常溫下設(shè)有槽鋼加勁肋鋼梁整體穩(wěn)定承載力提高理論，對拼接鋼梁的整體穩(wěn)定承載力提高進行了理論解釋和分析。
　　隨后針對拼接鋼梁相比普通鋼梁整體穩(wěn)定承載力的提高作用，研究了荷載形式、節(jié)點位置、溫度非均勻分布、截面變化、初始幾何缺陷及梁跨度6個參數(shù)對不同溫度下提高系數(shù)

4、的影響，參數(shù)分析結(jié)果表明截面溫度梯度、最高溫度和梁跨度是影響拼接鋼梁穩(wěn)定承載力提高的主要因素。最后，依據(jù)參數(shù)分析結(jié)果，研究了拼接鋼梁穩(wěn)定承載力設(shè)計方法，通過數(shù)據(jù)擬合，得到了形式簡單、精確度高的提高系數(shù)計算公式，為后續(xù)工程應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　　本文的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下三方面：1）用有限元ABAQUS分析了高溫下帶有端板節(jié)點拼接鋼梁的整體穩(wěn)定性能；2）依據(jù)能量法原理推導(dǎo)出了拼接鋼梁彎扭屈曲臨界彎矩的理論解；3）根據(jù)參數(shù)分析結(jié)果，通過