切口梁弯扭屈曲承载力有限元研究

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切口梁广泛应用于多高层框架结构中,然而对其承载力性能的研究目前尚不够充分,我国设计规范没有条文对其进行考虑。由于几何,材料非线性,初始几何缺陷及切口参数等因素,使得切口梁弯扭屈曲承载力的确定比较复杂。本文引用国外实验研究资料,对切口梁弯扭屈曲承载力进行了研究。本文利用大型有限元软件ANSYS9.0对切口梁进行了非线性有限元分析,所得的有限元计算结果与国外试验数据吻合良好。在有限元模型验证的基础上,本文考虑几何,材料非线性,初始几何缺陷等因素对切口梁弯扭屈曲承载力的主要影响因素进行了系列参数分析。分析结果表明:切口长度,切口高度,梁跨度对切口梁弯扭屈曲承载力折减颇大;而材料屈服强度,初始几何缺陷对其影响甚微。在大量有限元分析的基础上,本文通过对GB50017-2003中梁的整体稳定性系数φ_b进行了修正,采用切口梁整体稳定系数φ_c代替φ_b,进而提出了安全可靠,简单易行的弯扭屈曲承载力实用计算公式,可供设计工作使用和规范修订参考。采用建议公式的计算结果与试验结果和有限元结果吻合较好。
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