本文選題：波紋腹板 + 抗扭性能　； 參考：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：在鋼結(jié)構(gòu)體系中,H型鋼梁角色舉足輕重,為結(jié)構(gòu)體系主要受彎構(gòu)件。其由腹板與翼緣焊接而成,其中腹板部分主要承擔(dān)梁上剪力,而翼緣承受彎矩。與傳統(tǒng)平腹板相比,波紋腹板在厚度較薄的情況下具有更高的平面外剛度和穩(wěn)定性,無(wú)需加勁肋即可滿足鋼梁的抗剪需求。波紋腹板鋼梁性能優(yōu)越,同時(shí)具有較為明顯的成本優(yōu)勢(shì),因此近年來(lái)成為科研熱門。本文的研究課題為波紋腹板H型鋼梁抗扭性能研究。采用理論分析、試驗(yàn)分析與有限元分析相結(jié)合的方法進(jìn)行研究論證。在理論分析得到波紋腹板H型鋼梁截面抗扭剛度的基礎(chǔ)上,在鄭州大學(xué)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)室進(jìn)行了波紋腹板H型鋼梁的約束扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)。試驗(yàn)共設(shè)計(jì)了三根正弦波紋腹板H型鋼梁試件以及一根平腹板H型鋼梁試件。加載方式為重力加載,每根試件設(shè)置25~40個(gè)測(cè)點(diǎn),其中18~28個(gè)應(yīng)變測(cè)點(diǎn),7~12個(gè)位移測(cè)點(diǎn)。試驗(yàn)過(guò)程中,分級(jí)加載鋼板標(biāo)準(zhǔn)件并記錄數(shù)據(jù)。記錄試件臨界屈服荷載,觀察試驗(yàn)過(guò)程中鋼梁的整體和局部變形情況,對(duì)比分析波紋腹板H型鋼梁與平腹板H型鋼梁的抗扭性能。有限元分析采用了通用有限元軟件ANSYS。采用SHELL181單元對(duì)翼緣和腹板進(jìn)行建模分析。通過(guò)有限元分析求解得到試件在加載過(guò)程中的應(yīng)力分布情況、各截面位移和變形情況,以及彈性階段屈服荷載等。在對(duì)比分析波紋腹板H型鋼梁和平腹板H型鋼梁抗扭性能有限元分析結(jié)果的基礎(chǔ)上,將試驗(yàn)結(jié)果和有限元分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證有限元方法計(jì)算結(jié)果的可靠性。本文首次以理論分析、試驗(yàn)和有限元分析相結(jié)合的方法驗(yàn)證了波紋腹板H型鋼梁在抗扭方面相比于平腹板H型鋼梁的優(yōu)越性,得出了影響其抗扭性能的相關(guān)因素,并給出了波紋腹板H型鋼梁在約束扭轉(zhuǎn)過(guò)程中的應(yīng)力分布特點(diǎn)。
[Abstract]:H-beam plays an important role in steel structure system and is the main flexural member. The web is welded with the flange, in which the web mainly bears the shear force on the beam, and the flange is subjected to bending moment. Compared with the traditional flat web, the corrugated web has higher out-of-plane stiffness and stability in the case of thin thickness, and can meet the shear requirements of steel beams without stiffening ribs. Corrugated web steel beam has excellent performance and obvious cost advantage, so it has become a hot research topic in recent years. In this paper, the torsional behavior of corrugated web H-beam is studied. Theoretical analysis, experimental analysis and finite element analysis are used to study and demonstrate. Based on the theoretical analysis of the torsional stiffness of corrugated web H-type steel beam, the restrained torsion test of corrugated web H-type steel beam was carried out in the structural laboratory of Zhengzhou University. Three sinusoidal web H beam specimens and one flat web H beam specimen were designed. The loading mode is gravity loading, with 25 ~ 40 measuring points per specimen, of which 18 ~ 28 strain measuring points and 72 ~ 12 displacement measuring points. During the test, the steel plate standard parts are loaded and the data are recorded. The critical yield load of the specimen was recorded and the whole and local deformation of the steel beam during the test was observed. The torsional resistance of the corrugated web H-type steel beam and the flat web H-type steel beam was compared and analyzed. The general finite element software ANSYSis used in finite element analysis. The flange and web were modeled and analyzed by SHELL181 element. The stress distribution during loading, the displacement and deformation of each section, and the yield load in elastic stage are obtained by finite element analysis. On the basis of comparing and analyzing the results of finite element analysis of torsional behavior of corrugated webs H-type steel beams and web H-beams, the experimental results are compared with the results of finite element analysis to verify the reliability of the results calculated by the finite element method. In this paper, the superiority of corrugated web H-beam in torsion resistance is first verified by the combination of theoretical analysis, test and finite element analysis, and the relative factors affecting the torsional resistance of corrugated web H-beam are obtained. The stress distribution characteristics of corrugated webs H-type steel beams in the process of restrained torsion are also given.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU392.1

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本文編號(hào)：1899026