留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

装配式贝雷梁杆系的受力性能精细化数值模拟方法研究

赵秋 蔡威 陈鹏 余澳 林雍新

赵秋, 蔡威, 陈鹏, 余澳, 林雍新. 装配式贝雷梁杆系的受力性能精细化数值模拟方法研究[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(2): 23-31. doi: 10.13206/j.gjgS22111601
引用本文: 赵秋, 蔡威, 陈鹏, 余澳, 林雍新. 装配式贝雷梁杆系的受力性能精细化数值模拟方法研究[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(2): 23-31. doi: 10.13206/j.gjgS22111601
ZHAO Qiu, CAI Wei, CHEN Peng, YU Ao, LIN Yongxin. Study on Refined Numerical Simulation Method of Mechanical Behavior of Prefabricated Bailey Beam[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(2): 23-31. doi: 10.13206/j.gjgS22111601
Citation: ZHAO Qiu, CAI Wei, CHEN Peng, YU Ao, LIN Yongxin. Study on Refined Numerical Simulation Method of Mechanical Behavior of Prefabricated Bailey Beam[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(2): 23-31. doi: 10.13206/j.gjgS22111601

装配式贝雷梁杆系的受力性能精细化数值模拟方法研究

doi: 10.13206/j.gjgS22111601
基金项目: 

福建省自然科学基金面上资助项目(2019J01232)

国家自然科学基金面上资助项目(51478120)

详细信息
    作者简介:

    赵秋,男,1976年出生,工学博士,教授

    通讯作者:

    蔡威,男,1999年出生,硕士,871404379@qq.com。

Study on Refined Numerical Simulation Method of Mechanical Behavior of Prefabricated Bailey Beam

  • 摘要: 为解决贝雷梁实体模型在有限元分析中建模困难、计算代价大的弊端,采用有限元分析软件ANSYS,基于已验证的贝雷梁实体有限元模型,提出一种针对装配式贝雷梁的杆系模型,并与《装配式公路钢桥多用途使用手册》中的贝雷梁试验进行比对,验证线性状态下贝雷梁实体模型与杆系模型的准确性。通过非线性屈曲分析,比较两种模型在非线性状态下的差异性,通过修正得出正确的杆系有限元模型,并采用修正后的杆系模型代替实体模型进行不同工况下的极限承载力研究,探明初始几何缺陷对贝雷梁受力性能的影响,提出了贝雷梁极限承载力验算中几何缺陷的参考幅值。结果表明:相同荷载作用下实体模型在线性阶段的位移值略大于杆系模型,跨中最大位移相差4%,但杆系模型和实体模型在各测点的位移值都与试验结果接近,且误差范围小于2%。杆系模型和实体模型的内力基本吻合,截面平均等效应力最大误差为2.78%;不同侧向支撑间距下两种模型在非线性阶段得到的失稳模式高度一致,极限承载力差值在2.4%以内,荷载-位移曲线基本吻合,破坏模式基本一致,且杆系模型的荷载-位移曲线与试验曲线吻合较好,由此可以证明,杆系模型可代替实体模型进行极限承载力分析;贝雷梁的侧向支撑间距对结构的破坏模式起决定性作用,贝雷梁的侧向支撑间距不小于7.5 m时,结构发生整体失稳,侧向支撑间距小于6 m时,贝雷梁发生局部失稳,失稳模式为跨中单元的上弦杆发生面外弯曲破坏,且出现了明显的局部失稳变形,弯曲变形最大部分的Mises应力达到屈服;当贝雷梁发生整体失稳时,整体几何缺陷对结构的承载力影响较大,而当结构发生局部失稳时,需要特别注意结构的局部几何缺陷;稳定承载力对整体缺陷的幅值较为敏感,而面内局部缺陷对贝雷梁的稳定承载力影响很小,面外局部几何缺陷对贝雷梁的稳定承载力影响较为显著,考虑面外初弯曲幅值为1/1 000的初始几何缺陷时,弦杆、竖杆及斜杆的面外局部缺陷使稳定承载力分别下降6.1%、1.3%和1.2%,而面内缺陷仅使其降低了1.0%、1.0%和0.5%。故在选用贝雷片时应格外注意弦杆的面外变形。
  • [1] 赵可.装配式贝雷梁受力性能分析及大跨度施工设计[J].钢结构,2018,33(2):84-88.
    [2] 郭志永,赵可.复杂场地中跨度30 m以上装配式贝雷梁支架施工技术研究[J].钢结构(中英文),2019,34(12

    ):104-107,113.
    [3] 赵秋,陈鹏,张骏超,等.钢桥板式加劲肋局部稳定试验与设计方法研究[J].中国公路学报,2022,35(6):49-61.
    [4] 袁巧云.新型轻钢龙骨体系桁架梁承载力的试验及影响因素研究[D].武汉:武汉理工大学,2005.
    [5] 刘勇,高磊,孙宏才,等.贝雷式龙门架设计中的有限元分析[J].钢结构,2007,22(4):69-72.
    [6] Jankowska-Sandberg J,Kolodziej J.Experimental study of steel truss lateral-torsional buckling[J].Engineering Structures,2013,46:165-172.
    [7] 苟明康.装配式公路钢桥设计和使用中的几个问题[J].工兵装备研究,2001(1):1-6.
    [8] 黄绍金,刘陌生.装配式公路钢桥多用途使用手册[M].北京:人民交通出版社,2002.
    [9] 刘玉娟,郭锐.Krupp型装配式公路钢桥的研究[J].内蒙古公路与运输,2019(5):24-28.
    [10] 谢晓鹏,杨露,窦国涛,等.节点刚度对贝雷梁强度和刚度性能影响分析[J].水利水电技术,2020,51(4):10-19.
    [11] 曾勇全.履带起重机臂架节点接触静强度分析与试验研究[D].沈阳:东北大学,2010.
    [12] 吴连杰.钢管桁架结构的整体稳定性能及设计方法研究[D].北京:北京交通大学,2007.
    [13] 中华人民共和国住房和城乡建设部.钢结构工程施工质量验收规范:GB 50205—2020[S].北京:中国计划出版社,2020.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  118
  • HTML全文浏览量:  19
  • PDF下载量:  17
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-11-16
  • 网络出版日期:  2023-04-20

目录

    /

    返回文章
    返回