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蜂窩式鋼構(gòu)件是用寬翼緣工宇鋼(H型鋼)或普通工宇鋼，在腹板上按一定的折線進行切割后變換位置重新焊接組合而形成的空腹構(gòu)件。它是一種截面形式合理，抗彎剛度大，承載力高和經(jīng)濟效益顯著的新型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件。適當(dāng)?shù)馗淖兦懈钔緩胶徒M合方式還可以組合成適合特殊需要的空腹構(gòu)件，因此蜂窩式鋼構(gòu)件在工程實際應(yīng)用中具有很大的實用價值。目前我國在這方面所做的研究較少，更沒有蜂窩式壓彎構(gòu)件的研究與設(shè)計，限制了蜂窩式鋼構(gòu)件的推廣運用。通過對蜂窩式壓彎構(gòu)件進行有限元分析，得出了長細比、開孔率及偏心距對蜂窩式壓彎構(gòu)件平面內(nèi)極限承載力的影響。
選取分析對象為兩端簡支焊接H型鋼，截面開孔率分別取為0(即實腹式)，30%，50%，70%。構(gòu)件發(fā)生失穩(wěn)破壞，極限荷載位移圖出現(xiàn)了凹凸不平的現(xiàn)象，這是因為壓彎構(gòu)件發(fā)生失穩(wěn)破壞的同時已經(jīng)瀕臨強度破壞所致，關(guān)系可簡化為理想彈塑性曲線，并采用MISES屈服準(zhǔn)則，材料為各項同性，彈性模量取2.06xE11MPa，泊松比取0.3，屈服強度取為235 MPa。有限元單元采用SHILL181殼單元。為了真實地反映蜂窩式壓彎構(gòu)件約束條件，在構(gòu)件兩端支座處施加Y-Z方向約束。平面外支撐采用限制壓彎構(gòu)件翼緣單元所有節(jié)點的平面位移來實現(xiàn)，即沿著構(gòu)件翼緣長度施加二方向的約束。以構(gòu)件長度的1/1000作為初彎曲施加于構(gòu)件來考慮構(gòu)件初始缺陷影響，加載采用在其兩端分別作用大小相等的偏心力P。
經(jīng)有限元分析，相同長細比蜂窩式壓彎構(gòu)件隨著開孔率的逐漸增大，極限承載力逐漸下降。且隨著長細比的增加，極限承載力下降的趨勢更為明顯。蜂窩式壓彎構(gòu)件，腹板受到開孔的影響，削弱了構(gòu)件的剛度。當(dāng)構(gòu)件進入彈塑性階段時，塑性不會向內(nèi)部發(fā)展。
蜂窩式壓彎構(gòu)件在開孔率分別為30%，50%，70%時，其失穩(wěn)極限荷載與實腹式壓彎構(gòu)件失穩(wěn)極限荷載相比較。可看出在長細比較小時，構(gòu)件受開孔率影響較小，隨著長細比逐漸增大，開孔率對構(gòu)件極限承載力影響越來越明顯。開孔率相同時，隨著長細比逐漸增加，蜂窩式壓彎構(gòu)件極限承載力逐漸下降，且隨著開孔率的增大，極限承載力下降的趨勢更為明顯。
構(gòu)件發(fā)生失穩(wěn)破壞極限荷載位移圖出現(xiàn)了凹凸不平的現(xiàn)象，這是因為壓彎構(gòu)件發(fā)生失穩(wěn)破壞的同時已經(jīng)瀕臨強度破壞所致。
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