新型空翼缘梁承载力及影响因素分析.pdfVIP

蒋春祥等：新型空翼缘梁承载力及其影响因素分析 新型空翼缘梁承载力及影响因素分析 蒋春祥 ， 刘 婷 ， 尹 飞 ， 马海涛 ， 袁 亮 【1．连云港市通榆河北延送水工程管理处。江苏 连云港 222005； 2．北海舰队后勤部机场营房处， 山东 青岛 266555； 3．河海大学土木与交通学院， 南京 210098) 【摘 要】 新型空翼缘梁RHFB是一种具有独特截面形式的新型冷弯薄壁构件，截面形式开展，抗弯扭刚度 大 ，主要用于承受弯矩。本文对RHFB梁和普通工字梁的极限承载力和破坏模式进行试验分析与有限元数值模 拟。结果表明，RHFB梁的极限承载力略大于工字梁；在集中力荷载作用下，工字梁发生整体稳定破坏，而矩形空 翼缘梁则发生局部屈曲破坏。ANSYS有限元软件对工字梁和RHFB梁的破坏模式与极限承载力的数值分析结果 与试验结果较为吻合。最后通过分析RHFB梁的截面几何参数和钢材力学性能对其极限承载力的影响规律，为新 型空翼缘梁的设计提供参考。 【关键词】 矩形空翼缘梁；集中荷载；有限元分析；极限承载力 【中图分类号】 TU392 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6854(2014)11—0077—03 空翼缘梁 (HFB)是一种翼缘 闭合冷成型构 截面贴有测量跨中应变的应变片，故将在跨中施加集 件 。】，截面形式如图1(a)，空翼缘梁主要用于承受弯 中力改为在跨中两侧对称条形截面施加面集 中力，即 矩 l4】，具有截面形式开展，抗弯扭刚度大的特点。张 在跨中截面上方安放一个倒置槽钢，并在槽钢上方安 涛 提出一种新型空翼缘梁 RHFB，如图1(b)所示。 放力传感器。 其闭合状的受压翼缘用薄壁钢板冷弯而成，受拉翼缘 10o 十●●●， ●上 使用的是条形钢板。与 HFB相比，RHFB截面更加开 展和抗扭刚度、抗弯刚度的增大，使得RHFB的相对弹 性屈曲临界荷载要高于HFB，且RHFB由矩形钢管和 带形钢板焊接而成 ，加工制作简单易行 ，RHFB更具有 三工十———0lo 推广使用价值。 (a)工字梁 (b)RHFB粱 图2 粱截面尺寸 工 试验过程中使用的加载装置是 YES一5000型四 柱压力试验机，实验后期 由于空翼缘梁发生侧 向弯 (a) (b) 曲，上空翼缘侧面接触到支座，可起到一定夹支作用。 图1 空翼缘粱截面 在空翼缘梁上安放位移计是为了得到空翼缘梁 非线性屈曲的荷载 一位移曲线 ，并观察梁整体的侧 向 本文通过试验对RHFB和普通工字钢的极限承载 弯曲情况。位移计分别安放在梁的下翼缘靠近跨 中 力和破坏模式进行对 比分析，并利用有限元软件对集 截面处和梁上空翼缘侧面靠近跨中截面处。 中荷载作用下的两种梁进行非线性屈曲分析。最后 通过试验得到工字梁和矩形空翼缘梁的极限承 分析了RHFB梁的几何参数和钢材屈服强度对其承载 载力分别为99．7kN和 101．2kN。工字梁产生整体失 力的影响，为新型空翼缘梁设计提供参考。 稳破坏，而RHFB梁产生了局部屈曲破坏。试