圆孔型蜂窝钢梁补强前后受力性能分析.pdf

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1、第27卷第2期北京建筑工程学院学报Vol_27NO．22011年6月JournalofBeijingUniversityofCivilEngineeringandArchitectureJun．2011文章编号：1004—6011(2011)02—0045—03圆孑L型蜂窝钢梁补强前后受力性能分析刘力力，张艳霞(北京建筑工程学院土木与交通工程学院，北京100044)摘要：蜂窝钢梁由于腹板的开孔削弱，使得剪力的作用效果越来越明显，严重降低了蜂窝钢梁的强度和刚度．现提出补强措施：在支座处添加大盖板，并利用ABAQUS有限元分析软件，对圆孔形蜂窝钢梁补强前后进行了有限元分析，

2、将两种情况下的受力性能能进行了对比分析，得出结论．分析结果显示在支座处添加大盖板这种补强措施是非常有效的．为以后的设计提供了依据与合理化的建议．关键词：圆孔形蜂窝钢梁；大盖板；ABAQUS有限元分析；补强；强度；刚度中图分类号：TU32／399文献标志码：AForceAnalysisofCellularBeambeforeandafterEnhancingLiuLili，ZhangYanxia(SchoolofCivilandTrafficEngineering，BUCEABeijing100044)Abstract：Becauseoftheweb—opening，th

3、eimpactoftheshearforceforthecellularbeamisbecomingmoreandmoreobvious．Shearforcereducesthestiffnessandstrengthofthecellularbeams．Amethodweldingasteelplatefromthesuppo~totheendofthefirstholeinthewebisgiveninthispaper．TheFEAresultsoftheenhancedcellularbeamandtheinitialcellularbeamarecompare

4、d，andshowthatthemethodiseffective．Somereasonablesuggestionsareproposedforthedesign．Keywords：cellularbeam；bigsteelplate；ABAQUSFEA；enhance；strength；stiffness钢结构的强度高、延性好且制作简便，在大跨、低，这便大大降低了蜂窝钢梁的最大利用化．本文高层、重载和轻型结构中，是一种经济有效的结构形针对这一点提出了对圆孔形蜂窝钢梁支座处加大盖式，而蜂窝钢梁与传统型钢梁相比其优势更是明显：板的补强措施，利用ABAQUS有限元软件对补

5、强前节约钢材，自重轻，具有经济型；抗弯强度高，且美后的蜂窝钢梁受力性能进行分析，从分析结果中检观；节省建筑空间，便于管道穿梭，最大程度上增加验补强措施的效果⋯．净空，满足人们对空间的使用率的要求．但它也有其致命的不足：扩高成型后的蜂窝钢梁，由于腹板开1ABAQUS建模孔，使得剪力的作用效果也越来越明显．我们在使用蜂窝钢梁的时候，除了要考虑弯矩和剪力的作用，1．1模型建立还得满足由剪力所引起的剪力次弯矩的作用，与同本次对比分析所选用的蜂窝钢梁各参数值如下样高度的实腹式钢梁相比较，其强度和刚度明显较表．收稿日期：2011—04—28基金项目：北京市属市管高等学校人才强教计划

6、[PHR200907126]作者简介：刘力力(1986一)，男，硕士研究生，研究方向：防灾减灾及其工程防护46北京建筑工程学院学报2011年模型成型图如图1和图2，在这里需要说明的表2所选材料属性是蜂窝钢梁是由原型钢梁经过扩高焊接而加工成型的，这里要求焊缝的强度最低要达到母材的强度，划分网格采用单元为C3D20R，如图2所示．包辛格效应：包辛格效应指具有强化性质的材料由于塑性变形的增加，屈服极限在一个方向上提高，同时在反方向上降低．在塑性力学中有三种强Y化理论，他们分别为：各向同性、随动强化和混合强z一x化理论，其中混合强化理论综合考虑了前两种方法，图1原蜂窝钢梁更加贴

7、近现实，所以本文采用了混合强化理论，并通过此理论来定义包辛格效应．l，z。一、x图2支座添加大盖板补强后蜂窝钢梁图3所选钢材应力一应变曲线1．2非线性的材料模型1．3网格划分本文采用ABAQUS有限元分析软件对试件进网格划分采用三维实体8节点缩减积分单元行非线性分析．为了能与实际工程相符，在分析中(C3D8R)，结构网格划分，网格大小约25mm，孔洞主要考虑了几何非线性、材料非线性、包辛格效应等部位细化，约为20mm．因素的影响．1．4定义边界条件和荷载工况几何非线性：几何非线性问题是由大位移和大边界条件为梁端铰接，使梁端可以产生转角，但