蜂窝压弯构件承载力分析及其滞回性能

摘要

工程建设中钢结构的应用很广，而且越来越注重采用材料强度高、结构形式经济合理，承载力高的结构或构件。蜂窝钢构件正是符合这些要求的一种新型钢结构构件，是一种很有发展前途的构件，在国外己成为工业与民用建筑中经常采用的一种构件形式。在我国随着轧制H型钢产量的不断增长，己日渐广泛地应用于桥梁、厂房、办公楼、高层建筑、轮船及吊车桥架等工程中，具有美好的发展前景。一些发达国家因此制定了相应的规范，并有标准图集可查。目前我国在这方面所做的研究相对较少，特别是蜂窝压弯构件承载力及其滞回性能的研究较少，这就为蜂窝钢构件的推广运用带来了一定困难。此次汶川大地震带给了我们太多的教训和启示，我国在抗震科研方面应有新的进展，与我国的经济实力与大国地位相适应。提高建筑物抵御地震的能力是百年大计，不能有丝毫忽视。 国外对蜂窝构件的研究起步较早，目前，国外在蜂窝梁的设计计算上已朝定型化、标准化和表格化的方向发展。一些国家已经将蜂窝梁的设计纳入规范，蜂窝式钢构件的制作大都采用自动化工艺流程，并将蜂窝构件普遍应用到实际工程中，同时取得了可观的经济效益。国内蜂窝构件的应用相对较少。一般的蜂窝钢梁用作框架梁、檩条、平台梁以及钢与钢筋混凝土组合结构的钢梁等。 本文从对试验进行数值分析出发，将行之有效的模拟方法引入到多种蜂窝压弯构件中，研究其弯矩作用平面内强度、稳定承载力及其滞回性能，为蜂窝压弯构件稳定承载力的计算以及抗震设计提供参考。主要研究内容包括： 蜂窝式构件弯矩作用平面内偏心受压试验为基础，设计出一套ANSYS数值分析方法。通过试验模拟分析对比验证用ANSYS对蜂窝式钢构件进行数值分析是可靠的。 研究蜂窝压弯构件弯矩作用在腹板内的承载力问题，从强度、弯矩作用平面内以及弯矩作用平面外稳定入手，应用ANSYS数值分析方法对其进行极限承载力的分析，结合蜂窝式压弯构件特点，对现行的强度和稳定公式进行修正，利用数值分析方法回归公式并验证其正确性。同时了解蜂窝式压弯构件相比实腹式压弯构件在极限承载力上的优势，其次分析开孔形式对压弯构件弯矩作用平面内极限承载力的影响。 基于ANSYS有限元基本理论，通过尺寸设计、边界条件以及加载制度等介绍，建立了相对应的压弯构件的拟静力计算模型。通过对数值分析结果从破坏形式、滞回曲线以及延性的对比分析，得出蜂窝式压弯构件与实腹式压弯构件在抗震性能方面的异同点，提出对蜂窝式压弯构件抗震设计的建议。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

第二章 蜂窝压弯构件的数值分析

第三章 蜂窝式压弯构件承载力分析

第四章 蜂窝式钢构件的滞回性能分析

第五章 结论与展望

参考文献

作者简介、作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢