腹板开六边形与圆形孔的钢梁冲击动力响应对比研究

陈华艳; 刘用滨; 罗才松; 傅佳铭; 王枫轩; 付朝江; 祁皑; 王碧珍

doi:10.13969/j.jzgjgjz.20230927001

建筑钢结构进展 ›› 2025, Vol. 27 ›› Issue (03) : 55 -65. DOI: 10.13969/j.jzgjgjz.20230927001

腹板开六边形与圆形孔的钢梁冲击动力响应对比研究

陈华艳, 刘用滨, 罗才松, 傅佳铭, 王枫轩, 付朝江, 祁皑, 王碧珍

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摘要

为了对比不同开孔形式对腹板开孔钢梁抗冲击性能的影响，比较了腹板开六边形与圆形孔的钢梁在孔间距和孔高不同时的等效抗弯刚度，开展了落锤冲击试验和有限元分析。在试验过程中采集了落锤冲击力、位移以及孔周围应变的数据，主要对开孔形式、冲击能量、孔间距、孔高和冲击作用位置进行参数分析。结果表明：相较于圆形腹板开孔钢梁，六边形腹板开孔钢梁在落锤冲击作用下产生变形更大；圆形腹板开孔钢梁的冲击力平台值更大，抵抗冲击作用的能力和能量耗散能力更强；圆形腹板开孔钢梁产生的最大位移为六边形腹板开孔钢梁最大位移的86.49%。有限元数值模型可以较为准确地模拟腹板开孔钢梁在冲击作用下的动力响应。两种腹板开孔钢梁的冲击最不利位置均在距离梁端大约1/4计算长度处。冲击作用在梁端附近产生的位移最小，且受开孔形式的影响较小。