蜂窝梁腹板局部稳定分析与加劲肋设置
发布时间：2020-12-21 05:56
蜂窝钢构件凭借轻质高强、节省材料、造型美观、方便穿越管线等特点,在多高层建筑、大跨空间等结构体系中得到广泛应用。蜂窝梁因腹板开孔,将其分为桥板和墩板两个区域,改变了原实腹式截面的应力分布模式,板的形状和板边支承发生变化,截面应力分布模式更为复杂。目前,国内外蜂窝构件研究主要集中在整体性能上,而对蜂窝构件腹板局部屈曲的研究相对较少。本文采用理论分析、试验研究和有限元模拟的方法,对正六边形孔蜂窝梁腹板纯弯曲屈曲问题开展研究。对三根不同的蜂窝梁进行四分点加载静力试验。观察和对比蜂窝梁的破坏形态和荷载位移曲线,研究蜂窝梁腹板局部稳定性和整体性能。结果表明,在纯弯荷载的作用下,屈曲主要发生在孔洞上方的桥板部分,孔洞间的墩板部分也会发生屈曲。减小腹板高厚比和设置加劲肋可较好的提高腹板屈曲性能和蜂窝梁的整体性能。理论分析和有限元模拟纯弯作用下,研究蜂窝梁腹板高厚比、开孔率和墩板宽高比三个个参数对蜂窝梁腹板局部稳定性的影响规律。随着腹板高厚比减小,蜂窝梁的屈曲荷载逐渐增大,极限抗弯承载力和极限转角都有逐渐减小的趋势。随着开孔率的增大,蜂窝梁屈曲荷载逐渐增大,桥板的稳定性增加,墩板的稳定性减小,但蜂窝梁...
【文章来源】：沈阳建筑大学辽宁省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１蜂窝梁的制作方法??Ｆｉｇ?１．１?Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄ?ｏｆ?ｃａｓｔｅｌｌａｔｅｄ?ｂｅａｍｓ??
加劲肋选择和蜂窝梁相同的材质加工而成，厚度为１４ｍｍ；蜂窝梁两端距端部６０ｍｍ的位??置焊接支撑加劲肋，具体介绍见本章第四节关于支座设计的介绍，加工完成的蜂窝梁试??件如图２．２所示。??０?＼?丄：一、?１＾一．＇?土一．．??，?＼?８４４?＼?２２４?２７２?：?２２４?．６８．?１３６?６８?４９６?＼?．?２２４?．?８４４?＼?．??ｒ?＼?＼?ｆｆ?ｆ?Ｔ?「ｔ—￣?ｒ?＼＇ｆ?Ｔ［?＼￣￣Ｉ??Ｉ?ＩＩ?＼?＼｜?＼?ＩＩ?＼｜｜??ｉｆ?ｌ?ｏ?ｄ＞?ｏ?ｋ?ｔ??ｉ?ｉｉ?１１?Ｉ！?ｉｉ?ｉ??１?ＭＩ４?１??（１）?ＦＷＬ－１、ＦＷＬ－２?示意图??？?＼?＇＇广．．．．．．?＇ｂ￣＼??，?＼?８４４?＼?２２４?，?２７２?ｔ?２２４?６８?１３６?６８?４９６?＼?＿?２２４??８４４?＼??Ｖ?＼?＼Ｔｆ?Ｔ?Ｔ?１?Ｔ?ｆ?ｒ?＼?ｆ?￣Ｔｆ?＼—￣Ｔ??＇?，?＇?ＩＩ?＇ｌｌ?Ｉ??Ｌ?：?：?＝?１１?１??ｉ?３４１４?ｌ??（２）?ＦＷＬ－３示意图??图２．１蜂窝梁试件示意图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｃａｓｔｅｌｌａｔｅｄ?ｂｅａｍ?ｓｐｅｃｉｍｅｎ??本次试验所有钢材均采用Ｑ３４５Ｂ热轧Ｈ型钢。蜂窝梁的加工在工厂制作完成，试件??详图见附图２．１所示。试件的具体尺寸见表２．１．??
定分别从型钢的腹板和翼缘切割取出，有厚度ｔ＝５．５ｍｍ、ｔ＝１０ｍｍ和ｔ＝１４ｍｍ三种规格，??每种规格板材取３个试样为一组，分三组，总共９个试样，所取试样的形状及尺寸如图??２．２所示。材性试验加载装置如图２．３所示。??．Ｒ２５?，Ｒ２５??？Ｕ?＾?Ｊ?ｒ??ｔ?８０?，?，２０?１２０?．?，２０?８０，?８０?＿］?１２０．１４０?２Ｑ］Ｊ?８０??１?１２０＿—???Ｉ?３４０??（ａ）厚度为５．５ｍｍ的拉拔件尺寸?（ｂ）厚度为ｌＯｉｎｍ的拉拔件尺寸??Ｒ２５??ｒ?ｒ—?ｙ?１??＇ｌｌ?Ｈ??ＣＯ?－??？Ｊ３—Ｕ２Ｑ?２１０?２０“?８３?，??—?４１６?＿Ｊ??（ｃ）厚度为１４ｍｍ的拉拔件尺寸??图２．２各尺寸拉拔件示意图??Ｆｉｇ．?２．２?ｄｒａｗｉｎｇｓ?ｏｆ?ｄｒａｗｉｎｇ?ｐａｒｔｓ?ｏｆ?ｅａｃｈ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]纯弯状态下蜂窝梁腹板的弹性屈曲分析[J]. 蒲万丽,冯颇,邓皓. 钢结构. 2017(10)
[2]开洞钢板剪力墙洞口加劲肋性能研究[J]. 马尤苏夫,王先铁,苏明周. 工业建筑. 2017(09)
[3]混用钢号蜂窝梁挠度的试验研究[J]. 齐峰,李邵娟,任强. 钢结构. 2017(05)
[4]圆角多边形孔蜂窝梁孔间腹板屈曲承载力计算方法对比研究[J]. 李鹤,王旭东,张露露,刘梅. 建筑钢结构进展. 2017(02)
[5]简支蜂窝钢梁桥区截面正应力改进算法[J]. 罗烈,蔡剑男,张和平. 建筑结构学报. 2016(S1)
[6]蜂窝构件开孔截面焊接残余应力分布研究[J]. 贾连光,杨建华,秦晨光. 工程力学. 2015(S1)
[7]蜂窝钢梁孔间腹板屈曲性能研究进展[J]. 王旭东,王培军. 建筑钢结构进展. 2014(06)
[8]基于Mathematica的蜂窝梁孔口应力集中问题的复分析[J]. 贾连光,谢国辉,侯祥林. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2014(03)
[9]六边形孔蜂窝梁抗弯承载力的数值模拟与分析[J]. 张春玉,朱柏洁,乔牧,王广荣. 黑龙江科技学院学报. 2013(06)
[10]纯弯曲作用下加筋薄板的稳定性分析[J]. 张起伟,陈振,张光宇,王俊华,高翔. 港口装卸. 2013(04)
硕士论文
[1]基于子模型的蜂窝梁孔间腹板受剪屈曲承载力计算方法[D]. 郭康瑞.山东大学 2017
[2]钢桥焊接细节残余应力分析及疲劳性能评估[D]. 邵珂夫.西南交通大学 2014
[3]纯剪切状态下蜂窝梁腹板的局部稳定性分析[D]. 梁嘉.湖南大学 2013
[4]纯弯荷载作用下抗扭加劲肋对梁腹板局部稳定性的影响[D]. 张浩.西安建筑科技大学 2013
[5]加劲肋对工字形钢梁稳定承载力的影响[D]. 吴海洋.西安建筑科技大学 2009
[6]蜂窝梁的整体和局部稳定分析[D]. 张益凡.中南大学 2008
[7]纯弯状态下蜂窝梁腹板的局部稳定性分析[D]. 张卓.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：2929314
【文章来源】：沈阳建筑大学辽宁省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１蜂窝梁的制作方法??Ｆｉｇ?１．１?Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄ?ｏｆ?ｃａｓｔｅｌｌａｔｅｄ?ｂｅａｍｓ??
加劲肋选择和蜂窝梁相同的材质加工而成，厚度为１４ｍｍ；蜂窝梁两端距端部６０ｍｍ的位??置焊接支撑加劲肋，具体介绍见本章第四节关于支座设计的介绍，加工完成的蜂窝梁试??件如图２．２所示。??０?＼?丄：一、?１＾一．＇?土一．．??，?＼?８４４?＼?２２４?２７２?：?２２４?．６８．?１３６?６８?４９６?＼?．?２２４?．?８４４?＼?．??ｒ?＼?＼?ｆｆ?ｆ?Ｔ?「ｔ—￣?ｒ?＼＇ｆ?Ｔ［?＼￣￣Ｉ??Ｉ?ＩＩ?＼?＼｜?＼?ＩＩ?＼｜｜??ｉｆ?ｌ?ｏ?ｄ＞?ｏ?ｋ?ｔ??ｉ?ｉｉ?１１?Ｉ！?ｉｉ?ｉ??１?ＭＩ４?１??（１）?ＦＷＬ－１、ＦＷＬ－２?示意图??？?＼?＇＇广．．．．．．?＇ｂ￣＼??，?＼?８４４?＼?２２４?，?２７２?ｔ?２２４?６８?１３６?６８?４９６?＼?＿?２２４??８４４?＼??Ｖ?＼?＼Ｔｆ?Ｔ?Ｔ?１?Ｔ?ｆ?ｒ?＼?ｆ?￣Ｔｆ?＼—￣Ｔ??＇?，?＇?ＩＩ?＇ｌｌ?Ｉ??Ｌ?：?：?＝?１１?１??ｉ?３４１４?ｌ??（２）?ＦＷＬ－３示意图??图２．１蜂窝梁试件示意图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｃａｓｔｅｌｌａｔｅｄ?ｂｅａｍ?ｓｐｅｃｉｍｅｎ??本次试验所有钢材均采用Ｑ３４５Ｂ热轧Ｈ型钢。蜂窝梁的加工在工厂制作完成，试件??详图见附图２．１所示。试件的具体尺寸见表２．１．??
定分别从型钢的腹板和翼缘切割取出，有厚度ｔ＝５．５ｍｍ、ｔ＝１０ｍｍ和ｔ＝１４ｍｍ三种规格，??每种规格板材取３个试样为一组，分三组，总共９个试样，所取试样的形状及尺寸如图??２．２所示。材性试验加载装置如图２．３所示。??．Ｒ２５?，Ｒ２５??？Ｕ?＾?Ｊ?ｒ??ｔ?８０?，?，２０?１２０?．?，２０?８０，?８０?＿］?１２０．１４０?２Ｑ］Ｊ?８０??１?１２０＿—???Ｉ?３４０??（ａ）厚度为５．５ｍｍ的拉拔件尺寸?（ｂ）厚度为ｌＯｉｎｍ的拉拔件尺寸??Ｒ２５??ｒ?ｒ—?ｙ?１??＇ｌｌ?Ｈ??ＣＯ?－??？Ｊ３—Ｕ２Ｑ?２１０?２０“?８３?，??—?４１６?＿Ｊ??（ｃ）厚度为１４ｍｍ的拉拔件尺寸??图２．２各尺寸拉拔件示意图??Ｆｉｇ．?２．２?ｄｒａｗｉｎｇｓ?ｏｆ?ｄｒａｗｉｎｇ?ｐａｒｔｓ?ｏｆ?ｅａｃｈ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]纯弯状态下蜂窝梁腹板的弹性屈曲分析[J]. 蒲万丽,冯颇,邓皓. 钢结构. 2017(10)
[2]开洞钢板剪力墙洞口加劲肋性能研究[J]. 马尤苏夫,王先铁,苏明周. 工业建筑. 2017(09)
[3]混用钢号蜂窝梁挠度的试验研究[J]. 齐峰,李邵娟,任强. 钢结构. 2017(05)
[4]圆角多边形孔蜂窝梁孔间腹板屈曲承载力计算方法对比研究[J]. 李鹤,王旭东,张露露,刘梅. 建筑钢结构进展. 2017(02)
[5]简支蜂窝钢梁桥区截面正应力改进算法[J]. 罗烈,蔡剑男,张和平. 建筑结构学报. 2016(S1)
[6]蜂窝构件开孔截面焊接残余应力分布研究[J]. 贾连光,杨建华,秦晨光. 工程力学. 2015(S1)
[7]蜂窝钢梁孔间腹板屈曲性能研究进展[J]. 王旭东,王培军. 建筑钢结构进展. 2014(06)
[8]基于Mathematica的蜂窝梁孔口应力集中问题的复分析[J]. 贾连光,谢国辉,侯祥林. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2014(03)
[9]六边形孔蜂窝梁抗弯承载力的数值模拟与分析[J]. 张春玉,朱柏洁,乔牧,王广荣. 黑龙江科技学院学报. 2013(06)
[10]纯弯曲作用下加筋薄板的稳定性分析[J]. 张起伟,陈振,张光宇,王俊华,高翔. 港口装卸. 2013(04)
硕士论文
[1]基于子模型的蜂窝梁孔间腹板受剪屈曲承载力计算方法[D]. 郭康瑞.山东大学 2017
[2]钢桥焊接细节残余应力分析及疲劳性能评估[D]. 邵珂夫.西南交通大学 2014
[3]纯剪切状态下蜂窝梁腹板的局部稳定性分析[D]. 梁嘉.湖南大学 2013
[4]纯弯荷载作用下抗扭加劲肋对梁腹板局部稳定性的影响[D]. 张浩.西安建筑科技大学 2013
[5]加劲肋对工字形钢梁稳定承载力的影响[D]. 吴海洋.西安建筑科技大学 2009
[6]蜂窝梁的整体和局部稳定分析[D]. 张益凡.中南大学 2008
[7]纯弯状态下蜂窝梁腹板的局部稳定性分析[D]. 张卓.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：2929314
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