基于ANSYS的钢梁腹板开洞受力分析.pdf

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2013．03．030基于ANSYS的钢梁腹板开洞受力分析赵成1，张艳娟2，张颜娇3，张燕鹏4，李亚超5(1．北京宝盾门业技术有限公司，北京100176；2．北京亚太可建钢结构技术研发有限公司，北京100022；3．河北田园建筑设计有限公司，河北邢台054000；4．河北工程大学城市建设学院，河北邯郸056038；5．南京钢铁股份有限公司，江苏南京210035)摘要：钢框架结构中，为了充分利用结构净空，降低结构层的层高，采取设备专业的管道从钢梁腹板穿过。本文以某钢框架结构为例，运用ANSYS有限元软件，对钢梁腹板开洞，洞口布

2、置位置对钢梁的承载力影响进行分析。通过计算分析，得出钢梁腹板开洞的洞口合理布置位置，为以后类似工程的设计和施工提供参考。关键词：钢框架；钢梁；腹板开洞；极限承载力中图分类号：TU392．4文献标志码：A文章编号：1672—40ll(2013)03—0062—02SteelbeamwebplateholeopenforceanalysisbasedonANSYSZHAOChen91，ZHANGYanjuan2，ZHANG％彬∞’，ZHANGYanpen94，LIYacha03(1．＆ijingBoonEdamEntranceTechnologyCo．，Ltd，Beiiing10017

3、6，China；2．BeingAsia—PacificKeJianSteelStructureTechnologyDevelopmentCo．，lzd，Be沂ng100022，China；3．He-beiruralarchitecture&signCO．，Ltd，Xingtai054000，China；4．InstituteofUrbanConstruction，HebeiUniversityofEngineering，Handan056038，China；5．Nanjingironandsteelcompanylimit—ed，Nanjing210035，China)AIlstr

4、act：Steelframestructure．inordertomakefulluseofthestructureisclear，lowerstructurelayerheight，adoptingequipmentprofessionalpipethroughthewebplategirder．Basedonasteelframestructureasanexample，thispaperusetheAN—SYSfiniteelementsoftware，thebeamwebplatehole，theholearrangementlocationaffectthebe撕ngca

5、pacityofsteelbeamsisanalyzed．ThT-o．ghcalculationandanalysis，beamwebplateholepositionreasonablearrangement，provideareferenceforthedesignandconstructionofsimilarprojectsinthefuture．Keywords：steelframe；steelbeam；webopenhole；ul—timatebearingcapacity0前言在实际工程中，为了充分利用结构净空，降低结构层的层高，常常让各种管道设施(如水、电、暖通等管

6、道设施)从钢梁腹板上穿过。这样在不影响结构功能和使用功能的情况下，结构层和设备层合二为一，可节约空间。管道从钢梁腹板穿过，必对钢梁的承载力产生影响。本文以某钢框架结构为例，运用ANSYS有限元软件，对钢梁腹板开洞，洞口布置位置对钢梁的承载力影响进行分析。通过计算分析，得出钢梁腹板开洞的洞13合理布置位置，为以后类似工程的设计和施工提供参考。1工程概况某商场采用钢框架结构体系，为了提高结构的净高，采取设备管线从钢梁腹板开洞穿过。钢梁的截面尺寸为HN692X300X13x20，钢梁的跨度为8．4m。开洞洞口为方形，尺寸为1．0X0．35(m)。钢梁两端与框架柱采用刚接连接。2有限元模型

7、的建立2．1模型建立本文采用通用有限元软件ANSYS进行钢梁开洞模拟计算分析。有限元单元采用SHELLl81单元。材料属性：钢材采用Q345B，弹性模量E=2．06X105N／ram2，泊松比=0．3，线性膨胀系数d=1．2×10。5／℃，质量密度=7850kg／m3。钢梁开洞的有限元模型如图l所示。^NSYSAPR21201312：16：5l图1钢梁开洞有限元模型2．2开洞洞口位置的布置为了合理知道开洞位置，须研究不同洞口位置对钢梁的受力性能(特别是极限承载力)的影