试析五边形空翼缘梁的静力性能研究

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1、工学硕士学位论文五边形空翼缘梁的静力性能研究滕国明哈尔滨工业大学2006年6月国内图书分类号:TU392.1国际图书分类号:624.014工学硕士学位论文五边形空翼缘梁的静力性能研究硕士研究生：滕国明导师：张耀春教授申请学位：工学硕士学科、专业：结构工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2006年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU392.1U.D.C.:624.014DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONSTATICBE

2、HAVIOROFPENTAGONHOLLOWFLANGEBEAMCandidate：TengGuomingSupervisor：Prof.ZhangYaochunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：StructuralEngineeringAffiliation:SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：June,2006Degree-Conferring-institution：HarbinInstituteof

3、Technology摘要摘要空翼缘梁(HFB梁)是一种在澳大利亚发展起来的主要用于受弯的构件，它是由一块高强薄壁钢板弯成独特截面形式，并使用高频电阻焊焊接而成的冷弯型钢梁。由于这种截面由两个刚度较大的闭合三角形翼缘和一块相对较柔的腹板组成，它是一种高效的截面形式，在国外轻钢建筑中有广泛的应用。近年来，我校提出了一种五边形空翼缘梁(PHFB梁)，它与HFB梁相比，截面更加开展，对弱轴的抗弯惯性矩明显增强，已有的研究表明它在纯弯作用下有着比HFB梁更好的性能。本文在原有研究的基础上对PHFB梁开展了深入研究，获得了某些有益

4、于工程应用的结论。主要研究内容如下：1．建立了PHFB梁在均布荷载作用下的有限元模型，进行了特征值屈曲分析，得出了不同跨度PHFB梁的屈曲模态。2．开展了PHFB梁在均布荷载作用下的几何和材料双重非线性分析，得出了PHFB梁的荷载–位移曲线。比较了PHFB梁与HFB梁的相对极限承载力，分析了PHFB梁在均布荷载和纯弯作用下的极限承载力的不同特点。3．对PHFB梁布置横向加劲肋后的性能进行了研究，分析了两道加劲肋对不同截面屈曲承载力的影响，以及加劲肋数目对PHFB梁极限承载力的影响。4．开展了PHFB梁在均布荷载作用下的

5、参数分析。分析了各种主要几何参数对屈曲承载力的影响，确定了较合理的几何参数。开展了PHFB构件承受压弯作用的探索性研究，初步分析了PHFB构件轴心受压和偏心受压时的静力工作性能。关键词五边形空翼缘梁；均布荷载；静力性能；非线性有限元-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheHollowFlangeBeamisauniquecold-formedsteelsectiondevelopedinAustraliaforuseasaflexuralmember.TheHFBismanufacturedfroma

6、singlestripofhighstrengththin-wallsteelbycoldformingandelectricresistancewelding.Becauseofitssectionwithtwotorsionallyrigidclosedtriangularflangesandacomparativelyflexibleweb,itisatypeofhighefficientcrosssection,andtheHFBiswidelyusedinlight-weightsteelstructures

7、inforeigncountries.Recentyears,ouruniversitypresentedatypeofPentagonHollowFlangeBeam(PHFB),andtheearlierresearchhasidentifiedthatitismoreefficientthanHFBunderuniformbending,becauseofitswidercrosssectionandgreaterflexuralrigidityarounditsminoraxis.Thisthesisprese

8、ntsafurtherresearchonPHFBsothatwecandrawsomeconclusionsgoodforengineeringapplication.Themaincontentsarelistedasfollows:1.FiniteelementanalyticalmodelofPHFBunderunifor