火和沖擊載荷作用下鋼梁的非線性分析.pdf

1、鋼結(jié)構(gòu)由于其自身的良好性能在工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但鋼結(jié)構(gòu)有一個致命的弱點不耐火。高溫下鋼材的強度和剛度有顯著的下降。一旦發(fā)生火災(zāi)，鋼結(jié)構(gòu)很可能發(fā)生嚴重的破壞，甚至是整體倒塌。因此，研究鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計具有重要的理論意義和工程實用價值。 詳細介紹了歐洲規(guī)范(EC3)和上海規(guī)范(CECS)中關(guān)于側(cè)向彎扭屈曲的計算方法，并且利用有限元軟件ANSYS對鋼梁從發(fā)生失穩(wěn)至破壞的全過程進行了模擬，與規(guī)范中的計算方法求得的臨界溫度進行比較，

2、分析表明：EC3承載力設(shè)計曲線與有限元分析結(jié)果基本吻合，臨界溫度值在載荷比較小時與有限元結(jié)果很接近，載荷比較大時相差較大；CECS得出的承載力和臨界溫度值偏高，梁的整體穩(wěn)定承載力公式還有待于改進。 通過對一系列鋼梁的非線性分析，討論了溫度梯度，載荷比，載荷類型，約束條件，跨度等對鋼梁發(fā)生失穩(wěn)時的臨界溫度的影響。分析表明：有初始缺陷的鋼梁在給定載荷的情況下，隨著溫度的升高，側(cè)向位移和轉(zhuǎn)角不斷增大，鋼梁內(nèi)部的應(yīng)力也隨著溫度發(fā)生變化。

3、隨著溫度梯度的增加，鋼梁發(fā)生側(cè)向彎扭屈曲的臨界溫度值不斷增加。在跨度，載荷比，載荷類型都相同的情況下，固支梁發(fā)生失穩(wěn)時的臨界溫度值要高于簡支梁的臨界溫度值。與等跨度，等載荷比作用的橫向集中載荷相比，均布載荷作用下的簡支梁的臨界溫度值偏低。 利用ANSYS/LS-DYNA軟件，在考慮應(yīng)變率的情況下對沖擊載荷作用下工字鋼梁位移響應(yīng)進行了細致分析，探討了響應(yīng)過程中的飽和沖量現(xiàn)象，相應(yīng)于最大變形的飽和沖量確實存在。當載荷幅值達到某一值時