腹板開多個洞口鋼梁受力及變形性能的研究.pdf

1、近年來，隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑的迅猛發(fā)展，高層、超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑越來越受到人們的青睞。開洞梁在結(jié)構(gòu)中的使用能夠有效降低成本，具有良好的經(jīng)濟效益。但對于此類構(gòu)件，目前國內(nèi)相關(guān)規(guī)范規(guī)程并未提出系統(tǒng)的設計計算方法，因此一般實際工程開洞梁的設計需進行專項研究。
　　本文的主要工作如下：
　?。?）對6根腹板開有多個洞口的鋼梁和1根完整鋼梁進行試驗研究，研究腹板開洞對鋼梁應力和撓曲變形的影響。試驗研究表明，剪力造成洞口角部應力集中，而不是彎矩

2、。洞口角部應力集中對鋼梁的整體撓曲變形并無明顯影響，滿足規(guī)范規(guī)程的小尺度開孔對鋼梁的整體剛度并無明顯削弱。
　　（2）針對各鋼梁試件，采用有限元軟件分析洞口對截面應力及撓度的影響，與試驗結(jié)果進行對比。研究表明，有限元方法能夠較好的模擬鋼梁的實際工況。開洞對空腹截面正應力及剪應力的影響較小，最大正應力及剪應力均可按照桁架理論公式進行計算，且剪應力的桁架理論計算值較為保守。洞口存在應力集中對實腹截面的應力影響較為明顯。洞口附近的截面正

3、應力分布表現(xiàn)出嚴重的非線性，截面最大正應力略有增大；截面剪應力分布的變化區(qū)間較大，截面最大剪應力甚至增加了一倍以上。開洞對鋼梁正應力影響區(qū)域的長度與開洞尺寸無關(guān)，影響區(qū)域的長度小于1/2梁高。較正應力分布而言，剪應力分布受開洞影響的區(qū)域的長度較大。
　?。?）對開洞梁撓曲變形進行參數(shù)化分析，將開洞參數(shù)具化為洞口面積 A0和洞口間距L0兩個變量。分析表明，洞口間距L0的變化與鋼梁撓度的變化近似成線性關(guān)系，隨著洞口間距L0增大，洞口靠