【摘 要】
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钢结构因其强度高、自重较轻,且施工简便,经济合理等优点被广泛应用于多个建筑领域,而H型钢的应用尤其广泛。但施工及使用过程中,可能会受到诸如撞击、爆炸、地震等动力荷载的作用,一旦发生灾害变便会影响建筑的正常使用,当其发生变形过大或整体失稳时,都有可能给人类的生命安全和财产带来巨大损失,甚至会带来更加严重的损伤。因此,对于钢结构在动力荷载下的稳定性的研究,是很有必要的。本文运用有限元分析软件Workb
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钢结构因其强度高、自重较轻,且施工简便,经济合理等优点被广泛应用于多个建筑领域,而H型钢的应用尤其广泛。但施工及使用过程中,可能会受到诸如撞击、爆炸、地震等动力荷载的作用,一旦发生灾害变便会影响建筑的正常使用,当其发生变形过大或整体失稳时,都有可能给人类的生命安全和财产带来巨大损失,甚至会带来更加严重的损伤。因此,对于钢结构在动力荷载下的稳定性的研究,是很有必要的。本文运用有限元分析软件Workbench ANSYS/LS-DYNA对四种不同工况的H型钢梁受冲击作用后的挠曲变形进行数值模拟分析,并与试验结果进行比较,其模拟结果与试验结果吻合良好,说明该数值模拟方法具有可行性。并在此基础上,进一步对钢梁的跨中侧向位移曲线做了比较分析,说明双跨约束H型钢梁在侧向冲击荷载下也会发生侧向弯扭屈曲。还对6种不同冲击速度情况下H型钢梁的动力响应进行数值模拟,得出当冲击速度很小,冲击能量未达到钢梁的临界冲击能量时,钢梁仅发生弯曲变形,当冲击速度逐渐增大,冲击能量达到钢梁的临界冲击动量时,会激发钢梁的侧向弯扭屈曲。为了更合理地分析H型钢在冲击荷载作用下的侧向弯扭屈曲行为,本文对H型钢进行数值模拟时合理考虑并施加了初始侧屈值为钢梁长度的1/1000用以考虑初始几何缺陷对钢梁的影响,通过对冲击力时程曲线,钢梁的梁顶梁底跨中节点的侧向及竖向位移曲线等进行比较分析,分别研究了在相同冲击能情况下不同的板件宽厚比、钢梁长度和边界约束条件分别对H型钢侧向弯扭屈曲的影响,冲击能不同时不同的冲击体速度与冲击体质量分别对H型钢侧向弯扭屈曲的影响,以及不同的冲击位置和不同的冲击角度对H型钢侧向弯扭屈曲所产生的影响。
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