正八边形钢板腹梁弯曲性能试验研究

基于蜂窝钢梁外观,提出了一种新型空腹式钢结构主梁——正八边形钢板腹梁。借鉴蜂窝钢梁挠度计算中费氏空腹桁架理论,推导了该结构在弯曲荷载作用下的挠度变形公式,并通过有限元方法进行了验证。进一步地,为了研究该结构的弯曲性能,根据《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)要求,设计了1根缩尺模型试件,通过两点加载方式对其变形能力、应变特点和破坏方式进行了试验研究。采用通用有限元软件ABAQUS 2017建立了该结构非线性有限元分析模型,并将试验结果与有限元模拟结果进行了对比研究。结果表明:对于腹板非连续的正八边形钢板腹梁,采用费氏空腹桁架理论提出的结构挠度计算公式具有较好的精度;通过静载弯曲试验发现,正八边形钢板腹梁发生破坏时,顶板纯弯段区域出现了局部屈曲现象,同时腹板发生屈曲变形;经过合理设计的正八边形钢板腹梁在弯曲荷载作用下具有较好的抗弯性能。