基于ANSYS的U型钢反拱梁承载性能及稳定性分析

针对U型钢截面反拱梁失稳破坏问题，应用CAD与ANSYS两软件联合建立U型钢反拱梁有限元模型，采用ANSYS内置的非线性屈曲分析模块，模拟分析U25，U29和U36这3种不同截面反拱梁在承受径向均布载荷条件下临界屈曲载荷和极限承载力与反拱圆心角之间的关系，并在求解过程中监测跨中节点竖向载荷-位移曲线。ANSYS数值模拟分析结果表明：3种截面反拱圆心角在70°时临界屈曲载荷达到最大值，随后圆心角加大则屈曲载荷平均以4.0%的速度缓慢下降，表明反拱梁在圆心角70°时稳定性最好；当反拱梁圆心角小于70°时，反拱极限承载力以34.3%的增幅递增，呈快速增长趋势；当圆心角大于70°时，反拱承载力则以14.5%的增幅缓慢增长，增幅速度较为平缓。研究结果为工程应用提供了可行方法和理论依据。