蜂窝式压弯构件腹板局部稳定性试验研究
本文选题:蜂窝构件 + 压弯 ; 参考:《沈阳建筑大学》2014年硕士论文
【摘要】:蜂窝构件具有承载力能力高、抗弯刚度大、截面形式合理、经济效益显著的优点。因此,我国蜂窝构件多用于大跨度的空间结构体系,应用蜂窝构件可以有效的降低了楼层高度,使得管线可以从开孔处穿过,可以取得可观的经济效益,所以蜂窝构件的应用越来越广泛。蜂窝构件腹板上开孔的平面形状常用的有正六边形、圆形或椭圆形,正方形或矩形。我国蜂窝构件的应用,以正六边形孔居多。腹板孔将其周围腹板分成桥板和墩板两个区域,在压应力、弯曲应力和剪应力作用有可能丧失局部稳定性,进而导致构件丧失承载力。蜂窝构件腹板的局部稳定问题是影响构件承载力的重要因素。随着生产水平和生产状况的日益改善与发展,以及高强度钢材的广泛应用,使得蜂窝构件朝着更轻型更薄壁的方向发展,同时也更容易发生失稳现象。目前,关于蜂窝构件腹板稳定问题的研究进展较少,国外规范基本上是按照实腹式构件的相关规定对蜂窝构件加以限制,虽然安全性得到保障,但是过于保守,而国内则没有相关的规范对这一问题作出具体的规定。因此,本课题通过对蜂窝式压弯构件腹板局部稳定性能的研究,采用试验与模拟相结合的方法分析蜂窝构件在偏心压力作用下腹板的局部稳定,为工程实际应用提供建议。本文对两种孔型的4个蜂窝压弯构件的腹板局部稳定性进行研究。研究了在偏心荷载作用下六边形孔洞和圆形孔洞蜂窝构件的屈曲荷载、屈曲变形情况以及极限荷载。建立两种孔型的有限元模型进行分析,结果与试验结果进行了对比,两者吻合良好,为后续的数值模拟分析及理论分析打下基础。在试验验证的基础上,分别对蜂窝压弯构件进行了大量的有限元参数分析。分析不同孔型、不同腹板翼缘厚度比、不同腹板高厚比以及不同竖向开孔率下蜂窝构件的弹性屈曲荷载,并分析各因素对于弹性屈曲荷载以及极限荷载的影响。通过建立各影响因素与弹性屈曲荷载的关系,最终通过多组数据拟合出蜂窝压弯构件腹板局部稳定性的弹性屈曲荷载公式,以及蜂窝压弯构件腹板高厚比限值公式,为实际工程提供参考。
[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.
【学位授予单位】:沈阳建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU391
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,本文编号:1972380
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