蜂窩式壓彎構(gòu)件腹板局部穩(wěn)定性試驗研究
本文選題:蜂窩構(gòu)件 + 壓彎; 參考:《沈陽建筑大學(xué)》2014年碩士論文
【摘要】:蜂窩構(gòu)件具有承載力能力高、抗彎剛度大、截面形式合理、經(jīng)濟效益顯著的優(yōu)點。因此,我國蜂窩構(gòu)件多用于大跨度的空間結(jié)構(gòu)體系,應(yīng)用蜂窩構(gòu)件可以有效的降低了樓層高度,使得管線可以從開孔處穿過,可以取得可觀的經(jīng)濟效益,所以蜂窩構(gòu)件的應(yīng)用越來越廣泛。蜂窩構(gòu)件腹板上開孔的平面形狀常用的有正六邊形、圓形或橢圓形,正方形或矩形。我國蜂窩構(gòu)件的應(yīng)用,以正六邊形孔居多。腹板孔將其周圍腹板分成橋板和墩板兩個區(qū)域,在壓應(yīng)力、彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力作用有可能喪失局部穩(wěn)定性,進而導(dǎo)致構(gòu)件喪失承載力。蜂窩構(gòu)件腹板的局部穩(wěn)定問題是影響構(gòu)件承載力的重要因素。隨著生產(chǎn)水平和生產(chǎn)狀況的日益改善與發(fā)展,以及高強度鋼材的廣泛應(yīng)用,使得蜂窩構(gòu)件朝著更輕型更薄壁的方向發(fā)展,同時也更容易發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象。目前,關(guān)于蜂窩構(gòu)件腹板穩(wěn)定問題的研究進展較少,國外規(guī)范基本上是按照實腹式構(gòu)件的相關(guān)規(guī)定對蜂窩構(gòu)件加以限制,雖然安全性得到保障,但是過于保守,而國內(nèi)則沒有相關(guān)的規(guī)范對這一問題作出具體的規(guī)定。因此,本課題通過對蜂窩式壓彎構(gòu)件腹板局部穩(wěn)定性能的研究,采用試驗與模擬相結(jié)合的方法分析蜂窩構(gòu)件在偏心壓力作用下腹板的局部穩(wěn)定,為工程實際應(yīng)用提供建議。本文對兩種孔型的4個蜂窩壓彎構(gòu)件的腹板局部穩(wěn)定性進行研究。研究了在偏心荷載作用下六邊形孔洞和圓形孔洞蜂窩構(gòu)件的屈曲荷載、屈曲變形情況以及極限荷載。建立兩種孔型的有限元模型進行分析,結(jié)果與試驗結(jié)果進行了對比,兩者吻合良好,為后續(xù)的數(shù)值模擬分析及理論分析打下基礎(chǔ)。在試驗驗證的基礎(chǔ)上,分別對蜂窩壓彎構(gòu)件進行了大量的有限元參數(shù)分析。分析不同孔型、不同腹板翼緣厚度比、不同腹板高厚比以及不同豎向開孔率下蜂窩構(gòu)件的彈性屈曲荷載,并分析各因素對于彈性屈曲荷載以及極限荷載的影響。通過建立各影響因素與彈性屈曲荷載的關(guān)系,最終通過多組數(shù)據(jù)擬合出蜂窩壓彎構(gòu)件腹板局部穩(wěn)定性的彈性屈曲荷載公式,以及蜂窩壓彎構(gòu)件腹板高厚比限值公式,為實際工程提供參考。
[Abstract]:Honeycomb members have the advantages of high bearing capacity, large bending stiffness, reasonable cross-section form and remarkable economic benefit. Therefore, honeycomb components in China are mostly used in long-span spatial structure systems. The application of honeycomb members can effectively reduce the floor height and make the pipeline pass through the hole, which can obtain considerable economic benefits. Therefore, honeycomb components are more and more widely used. The flat shapes of the holes in the webs of honeycomb members are usually hexagonal, circular or elliptical, square or rectangular. The application of honeycomb components in China is mainly hexagonal holes. The web hole is divided into two regions: bridge plate and pier plate. The local stability may be lost under compressive stress, bending stress and shear stress, and then the bearing capacity of the member will be lost. The local stability of honeycomb webs is an important factor affecting the bearing capacity of honeycomb members. With the increasing improvement and development of production level and production condition, and the wide application of high strength steel, honeycomb members develop towards lighter and more thin-walled components, and are prone to instability phenomenon at the same time. At present, there is little research progress on web stability of honeycomb components. Foreign codes basically restrict honeycomb components according to the relevant provisions of real web components. Although the safety is guaranteed, it is too conservative. But the domestic does not have the related norm to make the concrete stipulation to this question. Therefore, through the study of the local stability of the web of honeycomb compression and bending members, the method of combining test and simulation is used to analyze the local stability of web under eccentric pressure, which provides some suggestions for practical application. In this paper, the local stability of web of four honeycomb bending members with two kinds of pass is studied. The buckling load, buckling deformation and ultimate load of hexagonal and circular honeycomb members under eccentric loading are studied. The finite element model of two kinds of pass is established and the results are compared with the experimental results. The results are in good agreement with each other, which lays a foundation for the subsequent numerical simulation and theoretical analysis. On the basis of experimental verification, a large number of finite element analysis of honeycomb bending members are carried out. The elastic buckling loads of honeycomb members with different hole types, different web flange thickness ratios, different web height / thickness ratios and different vertical opening ratios are analyzed. The effects of various factors on the elastic buckling loads and ultimate loads are analyzed. By establishing the relationship between the influencing factors and the elastic buckling load, the elastic buckling load formula for the local stability of the web and the limit formula for the height to thickness ratio of the web plate of the honeycomb compression and bending member are fitted through multiple sets of data. It provides reference for practical engineering.
【學(xué)位授予單位】:沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:TU391
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,本文編號:1972380
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