變截面H型鋼梁穩(wěn)定性能的試驗研究.pdf

1、輕型門式剛架結(jié)構(gòu)是目前國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的鋼結(jié)構(gòu)形式之一。為了充分發(fā)揮材料的性能，同時兼顧建筑美觀與功能的要求，設(shè)計時一般將輕型門式剛架中的H型鋼梁做成楔形(梁單段、雙段或多段變截面)以適應(yīng)梁內(nèi)彎矩的變化，其腹板往往做得薄而開展。寬而薄的板件的屈曲表現(xiàn)復(fù)雜，而相關(guān)屈曲性能研究則是進(jìn)行薄腹鋼梁靜動力性能評價以及靜態(tài)與抗震設(shè)計的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)外針對變截面鋼梁的相關(guān)研究多集中在單調(diào)靜力荷載作用范圍內(nèi)，而鋼梁滯回性能的研究則限于等截面構(gòu)件。因此

2、，針對變截面H型薄腹鋼梁開展其在循環(huán)荷載作用下的屈曲性能研究十分必要，且具有較深遠(yuǎn)的工程意義。 本文首先介紹了板的穩(wěn)定分析的基本方法，并基于穩(wěn)定理論和雙重非線性有限元方法，以ANSYS軟件為工作平臺，采用Shell181板殼單元建立了變截面H型鋼梁和直角梯形板的有限元分析模型，該模型可以方便考慮初始缺陷和殘余應(yīng)力的影響；對不同缺陷模式下的直角梯形板進(jìn)行了數(shù)值分析。 首次完成了7個變截面H型鋼懸臂梁低周循環(huán)荷載作用下的試驗

3、研究。從破壞現(xiàn)象、滯回曲線、局部屈曲、耗能、骨架曲線、位移延性系數(shù)、極限承載力等角度，對比分析了腹板寬厚比、翼緣寬厚比、楔率、初始缺陷等因素對其穩(wěn)定性能的影響。 完成了對試驗構(gòu)件的數(shù)值模擬，并將試驗結(jié)果與理論結(jié)果進(jìn)行對比分析。證明了數(shù)值模擬結(jié)果在承載力和局部屈曲方面能夠較好的吻合試驗結(jié)果，驗證了數(shù)值模型的正確性。 最后，本文著重分析了在循環(huán)荷載作用下腹板寬厚比、翼緣寬厚比、梁構(gòu)件長度以及構(gòu)件楔率對變截面H型鋼鋼梁滯回性能