考慮孔高比和距高比正六邊形孔蜂窩梁整體穩(wěn)定計算研究.pdf

1、蜂窩梁是在常規(guī)實腹梁的基礎(chǔ)上，在腹板上開有規(guī)則孔洞而成的鋼梁。蜂窩梁具有節(jié)約層高、經(jīng)濟、美觀等優(yōu)點，具有很高的實用價值，在工程中的應(yīng)用也日趨廣泛。
　　 整體穩(wěn)定是蜂窩梁面臨的一個重要問題，整體失穩(wěn)時蜂窩梁將發(fā)生彎扭屈曲。對于長細比l/iy較大的梁，容易發(fā)生彈性失穩(wěn);而對于中等長細比l/iy的梁，容易發(fā)生彈塑性失穩(wěn)。
　　 本文利用能量法建立了蜂窩梁彈性彎扭屈曲總勢能方程，利用勢能駐值原理和瑞利-里茲法求解出彈性彎扭屈曲

2、臨界彎矩表達式。通過對腹板的慣性矩分段積分再加權(quán)平均的方法計算了蜂窩梁的側(cè)向抗彎剛度，并在此基礎(chǔ)上求解了蜂窩梁的自由扭轉(zhuǎn)剛度和翹曲剛度。此方法推導(dǎo)的理論公式經(jīng)有限元驗證是正確并偏保守的。
　　 利用有限元軟件ANSYS分析了蜂窩梁彈塑性階段的整體穩(wěn)定性能。考慮初始缺陷、幾何非線性和材料非線性，計算了三種典型荷載形式、5種孔高比d/hw和6種距高比s/hw的蜂窩梁彈塑性彎扭屈曲臨界彎矩值。
　　 定義換算實腹梁整體穩(wěn)定臨界

3、彎矩與蜂窩梁整體穩(wěn)定臨界彎矩的比值為修正系數(shù)k。將蜂窩梁整體穩(wěn)定的彈性理論推導(dǎo)公式結(jié)果及彈塑性有限元計算結(jié)果分別與相應(yīng)的換算實腹梁結(jié)果相比較，得出修正系數(shù)k在三種典型荷載和不同孔況下的值，發(fā)現(xiàn)其值在1.01～1.09范圍內(nèi)變化。分析多種因素對蜂窩梁整體穩(wěn)定修正系數(shù)k的影響，得出孔高比的影響要大于距高比的影響，腹板開孔對彈塑性階段失穩(wěn)梁的影響要大于對彈性階段失穩(wěn)梁的影響。綜合上述多種計算和分析結(jié)果，偏于安全的取六邊形孔蜂窩梁整體穩(wěn)定修正系