冷弯薄壁型钢双肢拼合箱型梁腹板两侧加载受弯性能研究

摘要

本文采用有限元分析方法,对冷弯薄壁型钢双肢拼合箱型梁腹板两侧加载的受弯性能进行了研究,并提出了设计建议方法。
　　首先,采用ANSYS10.0有限元分析软件对Beshara所做的冷弯薄壁型钢双肢拼合箱型梁腹板单侧加载试件进行数值模拟分析,建立了考虑几何非线性、材料非线性和接触非线性问题的双肢拼合箱型梁有限元模型。将有限元分析结果与试验结果进行对比,验证了有限元模型的正确性,为冷弯薄壁型钢双肢拼合箱型梁腹板两侧加载性能的研究提供依据。
　　其次,利用有限元对影响冷弯薄壁型钢双肢拼合箱型梁腹板两侧加载受弯承载力的主要因素,包括螺钉连接间距、截面高宽比、翼缘宽厚比、钢材强度等进行参数分析,结果表明:增大钢材强度、截面高宽比与宽厚比可以显著提高冷弯薄壁型钢双肢拼合箱型梁腹板两侧加载受弯承载力;连接螺钉间距建议为150mm,可以保证其整体协同工作性能。
　　然后,按照我国规范GB50018-2002和美国AISI规范的有效截面法计算拼合箱型梁的受弯承载力,并将计算结果与有限元分析结果对比分析表明:我国规范GB50018-2002有效截面法的计算与美国AISI规范有效截面法的计算大多偏于保守,钢材屈服强度的提高,构件截面高宽比、宽厚比的增大会使有限元分析结果与计算结果的比值减小,因此规范计算不适用于板件宽厚比过大的冷弯薄壁型钢双肢拼合箱型梁腹板两侧加载受弯承载力的计算,且钢材屈服强度越高,对尺寸的限制越大。
　　最后,在有限元分析的基础上,提出对冷弯薄壁型钢双肢拼合箱型梁腹板两侧加载受弯承载力的简化设计方法。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外相关研究现状

1.3 国内外相关研究现状

1.4 本文研究的主要内容

第二章 冷弯薄壁型钢双肢拼合箱型梁腹板单侧加载试验的数值模拟分析

2.1引言

2.2 Beshara试验简介

2.3 有限元模型的建立

2.4 接触状态的建立

2.5边界约束条件及荷载施加

2.6 模型求解

2.7 结果后处理

2.8 双肢拼合冷弯薄壁型钢箱型梁有限元模型的验证

2.9 本章小结

第三章 冷弯薄壁型钢双肢拼合箱型梁腹板两侧加载的受弯承载力影响因素分析

3.1 引言

3.2 构件设计

3.3螺钉连接间距对双肢拼合箱型梁受弯承载力的影响

3.4 截面高宽比对双肢拼合箱型梁受弯承载力的影响

3.5 翼缘宽厚比对双肢拼合箱型梁受弯承载力的影响

3.6 钢材强度对双肢拼合箱型梁受弯承载力的影响

3.7 本章小结

第四章 冷弯薄壁型钢双肢拼合箱型腹板两侧加载承载力的实用设计方法

4.1引言

4.2我国规范GB50018-2002与美国AISI规范的有效截面法设计公式

4.3 简化设计方法－全截面有效估算法

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 今后尚待研究的问题

参考文献

攻读硕士学位期间参与科研和获奖情况

致谢