變截面H型鋼柱穩(wěn)定性能的試驗研究與數(shù)值分析.pdf

1、隨著變截面門式剛架結構在我國日益廣泛的應用，它的穩(wěn)定性研究也越顯重要。變截面門式剛架結構所采用的變截面H型構件，薄而開展，相關屈曲作用影響因素眾多，穩(wěn)定性能表現(xiàn)復雜。目前國內外的相關研究多集中在單調靜力荷載作用范圍內，國內尚無對大寬厚比變截面構件抗震性能的研究成果以指導門式剛架結構的抗震設計。因此對變截面H型鋼柱進行單調靜力荷載和循環(huán)荷載作用下的穩(wěn)定性能研究富有學術意義，并具有較深遠的工程應用價值。 基于穩(wěn)定理論和雙重非線性有限

2、元方法，以ANSYS軟件為工作平臺，本文首先采用Shell181板殼單元建立了變截面H型鋼柱的有限元分析模型，該模型可以方便考慮初始缺陷和殘余應力的影響。 本文對單調靜力荷載作用下的變截面H型鋼柱進行了全過程的參數(shù)分析。根據(jù)計算獲得的荷載位移曲線、彈性承載力、極限承載力、構件變形、塑性發(fā)展等，對比分析了壓力和壓彎聯(lián)合作用下，腹板寬厚比、翼緣寬厚比、楔率、長細比等構件幾何參數(shù)對其穩(wěn)定性能的影響。根據(jù)數(shù)值分析結果，從彈塑性分析和有效

3、寬度簡化方法出發(fā)，對變截面H型鋼柱平面內穩(wěn)定承載力公式進行了修正，并繪出軸力彎矩相關曲線，供工程設計有參考。從彈性承載力、極限承載力出發(fā)，對等截面與變截面H型鋼構件進行了對比研究，并以等承載力為原則，統(tǒng)計總結了變截面壓彎構件在不同情況下的腹板寬厚比代表值，分析結果表明采用靠近腹板大頭的寬厚比作為壓彎楔形H型鋼柱腹板寬厚比代表值較為適當。 本文首次完成了7個變截面H型鋼柱低周循環(huán)荷載作用下的試驗研究。從破壞現(xiàn)象、滯回曲線、局部屈曲