楔形H型鋼薄腹梁屈曲性能研究.pdf

1、輕型門式剛架結(jié)構(gòu)因其輕巧、成型靈活、施工快、承載能力高等諸多特點(diǎn)備受青睞，成為目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的鋼結(jié)構(gòu)形式之一。門式剛架結(jié)構(gòu)的梁柱經(jīng)常采用薄腹開展的楔形H型鋼構(gòu)件。這類構(gòu)件的屈曲作用復(fù)雜，同時(shí)目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究尚多在彈性、靜力荷載作用的范圍內(nèi)，而對(duì)其滯回性能則有待進(jìn)行深入研究。因此對(duì)楔形H型鋼梁柱在靜、動(dòng)力下的屈曲性能的研究具有較重要的理論意義和工程價(jià)值。 本文基于有限元分析軟件ANSYS，采用板殼非線性有限元方法來(lái)研究輕型

2、門式剛架結(jié)構(gòu)中等、變截面H型鋼梁的屈曲作用與其滯回性能。 首先，本文探討了初始幾何缺陷、焊接殘余應(yīng)力、腹板高厚比、翼緣寬厚比等因素對(duì)單調(diào)荷載作用下等截面H型鋼梁屈曲性能的影響，研究結(jié)果表明：構(gòu)件對(duì)一致模式的腹板局部缺陷更敏感；腹板高厚比越大，承載力越低，局部鼓曲變形發(fā)展越充分；彈性承載力是隨著腹板高厚比的增加呈臺(tái)階狀跳躍性降低，而極限承載力則是連續(xù)性降低；整體抗彎剛度和承載力均隨翼緣寬厚比的增加而降低。上述研究是變截面構(gòu)件相關(guān)性

3、能研究的基礎(chǔ)。 隨后，本文重點(diǎn)分析了單調(diào)荷載作用下單、雙段變截面H型鋼梁的屈曲性能，討論了初始幾何缺陷、焊接殘余應(yīng)力、腹板高厚比、翼緣寬厚比、腹板楔率、荷載形式、構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比等因素的影響，并與現(xiàn)行《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行比較，獲得了對(duì)工程設(shè)計(jì)具有參考價(jià)值的結(jié)論：剪應(yīng)力對(duì)屈曲性能影響很大，避免在剪力大的截面采用大的腹板高厚比；在進(jìn)行門式剛架梁的設(shè)計(jì)時(shí)，腹板盡量取薄一些，最好使得腹板高厚比在100至175的范圍內(nèi)。而翼緣

4、要盡量取厚些；楔率則最好在小于3.0的范圍內(nèi)盡量取大。 最后，本文對(duì)低周循環(huán)荷載作用下單段變截面H型鋼懸壁梁的屈曲性能進(jìn)行了詳細(xì)分析，研究的參數(shù)主要有腹板高厚比、翼緣寬厚比和腹板楔率。與規(guī)范對(duì)比結(jié)果表明：當(dāng)腹板高厚比小于100時(shí)，構(gòu)件承載力和延性的降低不大；翼緣寬厚比是影響承載力和延性的最主要因素，建議低周循環(huán)荷載作用下，翼緣寬厚比限值取為12；規(guī)范中楔率的限值0.268L/d0及6.0能滿足構(gòu)件在低周循環(huán)荷載作用下的耗能要求；