腹板開多個(gè)洞口鋼梁受力及變形性能的研究.pdf

1、近年來(lái)，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(lái)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(jì)效益。但對(duì)于此類構(gòu)件，目前國(guó)內(nèi)相關(guān)規(guī)范規(guī)程并未提出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，因此一般實(shí)際工程開洞梁的設(shè)計(jì)需進(jìn)行專項(xiàng)研究。
　　本文的主要工作如下：
　?。?）對(duì)6根腹板開有多個(gè)洞口的鋼梁和1根完整鋼梁進(jìn)行試驗(yàn)研究，研究腹板開洞對(duì)鋼梁應(yīng)力和撓曲變形的影響。試驗(yàn)研究表明，剪力造成洞口角部應(yīng)力集中，而不是彎矩

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

3、應(yīng)力分布表現(xiàn)出嚴(yán)重的非線性，截面最大正應(yīng)力略有增大；截面剪應(yīng)力分布的變化區(qū)間較大，截面最大剪應(yīng)力甚至增加了一倍以上。開洞對(duì)鋼梁正應(yīng)力影響區(qū)域的長(zhǎng)度與開洞尺寸無(wú)關(guān)，影響區(qū)域的長(zhǎng)度小于1/2梁高。較正應(yīng)力分布而言，剪應(yīng)力分布受開洞影響的區(qū)域的長(zhǎng)度較大。
　?。?）對(duì)開洞梁撓曲變形進(jìn)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(gè)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