本文選題：冷彎薄壁型鋼　切入點：多肢拼合箱形梁　出處：《長安大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：多肢拼合冷彎薄壁型鋼箱形梁是由C形和U形冷彎薄壁型鋼基本構(gòu)件通過自攻自鉆螺釘連接而成的一種常用承重構(gòu)件，本文采用試驗研究和數(shù)值分析相結(jié)合的方法，對純彎破壞時雙肢、四肢和五肢拼合冷彎薄壁型鋼箱形梁的力學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，找出了影響其純彎破壞時極限承載力和整體變形的主要因素，并利用有限元變參數(shù)分析的結(jié)果回歸出計算各類拼合箱形梁純彎破壞時極限承載力和整體變形的計算公式。主要的研究工作和創(chuàng)新成果如下： 1．完成了雙肢、四肢和五肢拼合冷彎薄壁型鋼箱形梁共計45個試件純彎破壞時的試驗研究，觀測了各試件的破壞特征、極限承載力及變形能力，分析了螺釘連接間距、翼緣寬厚比、截面高寬比和跨高比對試件受力性能的影響。試驗表明：對于雙肢、四肢和五肢拼合冷彎薄壁型鋼箱形梁，純彎破壞時的破壞模式表現(xiàn)為局部屈曲；螺釘連接間距、翼緣寬厚比、截面高寬比和跨高比對其純彎破壞時的受力性能均有影響。 2．采用考慮幾何非線性和材料非線性的ANSYS有限元模型對試驗中的所有試件進(jìn)行數(shù)值模擬分析，在驗證有限元模型正確的基礎(chǔ)上，對純彎破壞時214根雙肢、214根四肢、214根五肢拼合冷彎薄壁型鋼箱形梁的受力性能進(jìn)行螺釘連接間距、截面高寬比、翼緣寬厚比、跨高比和材料屈服強(qiáng)度的有限元變參數(shù)分析。結(jié)果表明：雙肢、四肢和五肢拼合冷彎薄壁型鋼箱形梁在純彎破壞時的破壞模式均表現(xiàn)為局部屈曲，隨著翼緣寬厚比和截面高寬比的增大，局部屈曲越明顯；改變螺釘間距從150mm到600mm，當(dāng)螺釘連接間距從150mm到300mm之間變化，，對梁的極限承載力幾乎沒有影響，為滿足試件構(gòu)造措施以及從節(jié)約的角度出發(fā)，建議實際工程中雙肢、四肢和五肢拼合冷彎薄壁型鋼箱形梁的螺釘連接間距取為300mm；純彎破壞時雙肢、四肢和五肢拼合冷彎薄壁型鋼箱形梁的極限承載力隨著截面高寬比、翼緣寬厚比和鋼材屈服強(qiáng)度的增大而增大，但跨高比對其極限承載力在截面高寬比和翼緣寬厚比較小時幾乎沒有影響，在其截面高寬比和翼緣寬厚比較大時影響顯著。 3．采用中國規(guī)范GB50018-2002以及美國規(guī)范AISI2007對雙肢、四肢和五肢拼合箱形梁純彎破壞時的極限承載力進(jìn)行計算，并與有限元分析結(jié)果比較。結(jié)果表明：隨著截面尺寸的增大及材料屈服強(qiáng)度的提高，美國規(guī)范AISI2007與我國規(guī)范GB50018-2002的有效寬度法對雙肢、四肢和五肢拼合箱形梁純彎破壞時極限承載力的計算結(jié)果趨于不安全。 4．回歸有限元變參數(shù)分析的結(jié)果，得到適用于不同材料、截面尺寸的雙肢、四肢和五肢拼合箱形梁純彎破壞時極限承載力的抗彎模量折減法計算公式。用抗彎模量折減法對本文試驗中所有試件在純彎破壞時的極限承載力進(jìn)行計算，計算結(jié)果與試驗結(jié)果很接近。并根據(jù)工程中常用的構(gòu)件型號選取一定截面參數(shù)的試件，分別用抗彎模量折減法和有限元對其純彎破壞時的極限承載力計算，將兩者結(jié)果進(jìn)行對比后發(fā)現(xiàn)，抗彎模量折減法計算誤差較小，進(jìn)一步說明抗彎模量折減法是可行且精度較高的。 5．開展純彎破壞時多肢拼合箱形梁的整體彎曲變形研究，選取一定截面參數(shù)的試件，通過對翼緣寬厚比、截面高寬比對試件整體彎曲變形的影響研究發(fā)現(xiàn)，翼緣寬厚比和截面高寬比均是影響拼合箱形梁整體彎曲變形的主要因素。通過分析各試件變形曲線散點的分布，推導(dǎo)出適用于不同截面尺寸的雙肢、四肢和五肢拼合箱形梁純彎破壞時整體彎曲變形的計算公式。用公式對本文試驗中所有試件在純彎破壞時跨中的整體彎曲變形進(jìn)行計算，得到的荷載—豎向位移曲線與試驗結(jié)果吻合較好。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU392.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1650838