荷載參數(shù)對H型鋼柱撞擊后剩余軸壓承載能力影響的分析.pdf

1、結(jié)構(gòu)在服役期間除受到拉壓彎扭等靜力荷載作用，還會受到地震和風(fēng)等動態(tài)荷載，更不可避免地會面臨偶然荷載的作用。尤其是熱軋H型純鋼結(jié)構(gòu)翼緣寬，側(cè)向剛度大，抗彎能力強(qiáng)，常被用作工業(yè)與民用建筑鋼結(jié)構(gòu)中的梁、柱，承重支架，地下工程的樁以及大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁。此類薄壁打垮結(jié)構(gòu)一旦遭遇沖擊荷載，將發(fā)生較大變形，對其后續(xù)承載力產(chǎn)生較大不利影響，熱軋H型純鋼結(jié)構(gòu)在偶然遭遇到外部沖擊荷載后的剩余承載能力成為工程界普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問題。本文瞄準(zhǔn)這一熱點(diǎn)和難點(diǎn)課題，

2、進(jìn)行了如下三個方面的研究工作:
　　1、在太原理工大學(xué)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的重力式落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)DHR9401上進(jìn)行了一端固定一端鉸支熱軋H型純鋼結(jié)構(gòu)橫向沖擊試驗(yàn)。主要參數(shù)包括了沖擊高度和落錘質(zhì)量。試驗(yàn)中獲得了試件的破壞形態(tài)、沖擊力-時間曲線、跨中撓度值等。試驗(yàn)結(jié)果表明，熱軋H型純鋼結(jié)構(gòu)試件在低速沖擊荷載作用下具備良好的塑性變形特征，抗彎能力較好。
　　2、在微機(jī)控制電液伺服壓力試驗(yàn)機(jī)500tYAW-5000上對撞擊后不同局部屈曲損傷

3、構(gòu)件進(jìn)行了剩余承載能力的軸壓破壞試驗(yàn)，并進(jìn)行了完整構(gòu)件的對比試驗(yàn)。試驗(yàn)中獲得了熱軋H型鋼柱的殘余變形形態(tài)、軸壓荷載值、跨中側(cè)向位移和軸向位移、剩余承載能力等試驗(yàn)結(jié)果。
　　3、運(yùn)用以有限元分析理論為基礎(chǔ)的大型有限元分析軟件建立了精細(xì)化的有限元模型，主要模擬了熱軋H型純鋼構(gòu)件在側(cè)向沖擊荷載作用下的動力響應(yīng)全過程及側(cè)向沖擊后殘余變形形態(tài)構(gòu)件的剩余承載能力過程，并與上述試驗(yàn)所得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)（沖擊力時程曲線、軸向荷載、跨中位移、鋼構(gòu)件剩余

4、承載力大?。┙Ρ确治觯Y(jié)果表明分析模型結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果雖有偏差但均保持在10％以內(nèi)，從而有效的驗(yàn)證了有限元分析模型的正確性。
　　4、利用驗(yàn)證后的有限元模型，考慮軸力、落錘質(zhì)量和沖擊部位等荷載參數(shù)對熱軋H型鋼柱側(cè)向沖擊的影響及對其剩余承載力的影響。計(jì)算結(jié)果表明熱軋H型鋼構(gòu)件加入軸力影響后，構(gòu)件的跨中位移和軸向位移均增大，抗彎強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度水平顯著降低，從而導(dǎo)致構(gòu)件的水平承載能力降低;落錘質(zhì)量和沖擊部位對其抗沖擊性能和剩余承載的影