纯弯作用下四肢拼合冷弯薄壁型钢箱梁承载力研究

摘要

四肢拼合冷弯薄壁型钢箱梁是由两根单肢C形和两根单肢U形冷弯薄壁型钢基本构件通过自攻自钻螺钉连接而成的一种常用承重构件,但目前其受力性能尚未被完全了解。本文主要采用数值分析方法,对纯弯作用下四肢拼合冷弯薄壁型钢箱梁的受弯承载力进行了全面研究,并提出了其实用计算方法。
　　首先,采用ANSYS有限元分析软件对ReynaudL.Serrette所做的偏心边缘荷载下四肢拼合冷弯薄壁型钢箱梁受弯承载力试验进行数值模拟分析,建立了考虑几何非线性、材料非线性和接触问题的四肢拼合箱梁有限元模型。通过对比有限元分析结果与试验结果,验证了有限元模型的正确性,进而为其在纯弯作用下的受弯承载力研究提供依据。
　　其次,建立纯弯作用下四肢拼合冷弯薄壁型钢箱梁有限元模型,并对截面高厚比、截面宽厚比、截面宽高比、构件跨高比、材料屈服强度、板件厚度和螺钉间距等影响其极限抗弯承载力的各因素进行参数分析。分析表明:增大截面高厚比、材料屈服强度和板件厚度可以显著提高四肢拼合箱梁的极限抗弯承载力;截面宽厚比和截面宽高比的变化在一定范围内对其影响较大,并建议截面宽厚比不宜超过60;连接螺钉间距在100mm～450mm之间变化时,对四肢拼合箱梁的极限抗弯承载力影响不大,并建议螺钉间距取在150mm～300mm之间;在实际常用跨度范围内,构件跨高比的变化对其极限抗弯承载力影响较小,且纯弯作用下的四肢拼合冷弯薄壁型钢箱梁不会发生整体弯扭失稳,其破坏模式均为局部屈曲并伴有整体弯曲破坏。
　　最后,在数值分析的基础上,提出了纯弯作用下四肢拼合冷弯薄壁型钢箱梁极限抗弯承载力的实用计算方法,并验证了其可行性。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 研究课题的提出

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 偏心边缘荷载下四肢拼合冷弯薄壁型钢箱梁受弯承载力试验的数值模拟分析

2.1 引言

2.2 Reynaud L. Serrette试验简介

2.3四肢拼合冷弯薄壁型钢箱梁构件试验的非线性有限元分析

2.4 四肢拼合冷弯薄壁型钢箱梁有限元模型的验证

2.5 本章小结

第三章 纯弯作用下四肢拼合冷弯薄壁型钢箱梁受弯承载力影响因素研究

3.1 引言

3.2 计算模型

3.3 试件设计

3.4 有限元分析方法

3.5 截面高厚比对四肢拼合箱梁受弯承载力的影响

3.6 截面宽厚比对四肢拼合箱梁受弯承载力的影响

3.7 截面宽高比对四肢拼合箱梁受弯承载力的影响

3.8构件跨高比对四肢拼合箱梁受弯承载力的影响

3.9材料屈服强度对四肢拼合箱梁受弯承载力的影响

3.10 板件厚度对四肢拼合箱梁受弯承载力的影响

3.11 螺钉间距对四肢拼合箱梁受弯承载力的影响

3.12 本章小结

第四章 纯弯作用下四肢拼合冷弯薄壁型钢箱梁受弯承载力的实用计算方法研究

4.1 引言

4.2 四肢拼合冷弯薄壁型钢箱梁截面的简化

4.3 四肢拼合冷弯薄壁型钢箱梁受弯承载力的实用计算方法推导

4.4 系数η的确定

4.5 四肢拼合冷弯薄壁型钢箱梁受弯承载力实用计算公式的验证

4.6 四肢拼合箱梁实用计算方法与直接强度法的对比分析

4.7 本章小结

第五章 结论和展望

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