冷弯薄壁型钢C形梁受剪性能研究

摘要

当冷弯薄壁型钢C形梁跨度较小即短梁时，发生受剪破坏。本文在冷弯薄壁型钢C形梁受剪试验的基础上，验证了有限元方法的正确性，然后进行了大量有限元变参数分析，最终对冷弯薄壁型钢C形梁腹板的剪切应力进行折算，提出了冷弯薄壁型钢C形梁受剪承载力的计算方法。
　　本文首先对冷弯薄壁型钢 C形梁受剪试验进行了简要介绍，包括试验试件设计、试验装置、加载制度、试件破坏特征、荷载—位移曲线以及受剪承载力等内容。然后采用ABAQUS有限元软件，通过数值模拟分析了已有试验中的11个冷弯薄壁型钢C形梁试件的受剪性能。将有限元计算结果与试验结果进行了对比分析，包括受剪承载力、荷载—位移曲线、试件破坏特征等，对比结果表明有限元分析结果与试验结果二者较为吻合，验证了有限元方法的正确性和可行性。
　　在此基础之上，采用相同的有限元方法，分别对试件的腹板高厚比h/t、腹板厚度t、剪跨比a/h及钢材强度四个因素对冷弯薄壁型钢C形梁受剪性能的影响进行有限元变参数分析。分析表明：冷弯薄壁型钢 C形梁的受剪承载力和刚度随着腹板厚度的增加而有明显的增加；但是，当冷弯薄壁型钢C形梁的腹板厚度过薄则易导致C形梁发生翼缘局部压曲。此外，增大腹板的高厚比，冷弯薄壁型钢 C形梁受剪承载力也会有很大提高。梁剪跨比改变主要影响的是冷弯薄壁型钢 C形梁破坏特征。钢材强度增强也会使冷弯薄壁型钢C形梁的受剪承载力有很大提高，但是其对冷弯薄壁型钢C形梁的刚度几乎没有影响。
　　最后，在大量有限元变参数分析的基础上，考虑冷弯薄壁型钢 C形梁的翼缘和卷边对腹板的影响，对腹板剪切应力进行修正。把冷弯薄壁型钢 C形梁的受剪承载力计算公式按照受力状态分为受剪屈服、弹性剪切屈曲以及非弹性剪切屈曲三种承载力公式，并将理论计算结果、有限元结果和试验结果进行对比，验证了修正理论公式的正确性，为冷弯薄壁型钢C形梁受剪承载力计算提供了设计依据。

目录

声明

第一章 绪论

1.1冷弯薄壁型钢的发展及应用

1.2冷弯薄壁梁的破坏模式

1.3冷弯薄壁型钢C形梁受力性能的研究现状

1.4国外规范对冷弯薄壁型钢C形梁受剪承载力的设计方法

1.5研究课题的提出

1.6主要研究内容

第二章 冷弯薄壁型钢C形梁受剪试验有限元方法验证

2.1引言

2.2试验介绍

2.3试验结果分析

2.4冷弯薄壁型钢C形梁有限元模型建立

2.5冷弯薄壁型钢C形梁抗剪承载力有限元模型验证

2.6小结

第三章 冷弯薄壁型钢C形梁受剪性能变参数分析

3.1引言

3.2冷弯薄壁型钢C形梁受剪性能变参数分析

3.3小结

第四章 冷弯薄壁型钢C形梁受剪承载力方法研究

4.1引言

4.2 梁腹板受剪屈曲临界荷载

4.3 梁受剪承载力计算方法总结与验证

4.4 小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间参与科研和发表论文情况

致谢