火和沖擊載荷作用下鋼梁的非線性分析.pdf

1、鋼結構由于其自身的良好性能在工程領域得到了廣泛的應用，但鋼結構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，鋼結構很可能發(fā)生嚴重的破壞，甚至是整體倒塌。因此，研究鋼結構抗火設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)中關于側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承載力設計曲線與有限元分析結果基本吻合，臨界溫度值在載荷比較小時與有限元結果很接近，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，側向位移和轉角不斷增大，鋼梁內部的應力也隨著溫度發(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，在考慮應變率的情況下對沖擊載荷作用下工字鋼梁位移響應進行了細致分析，探討了響應過程中的飽和沖量現(xiàn)象，相應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