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格构式压弯构件平面内稳定分析
作 者: 刘书江
导 师: 童根树
学 校: 浙江大学
专 业: 结构工程
关键词: 格构式构件 压弯构件 平面内稳定 极限承载力
分类号: TU391
类 型: 硕士论文
年 份: 2004年
下 载: 270次
引 用: 5次
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内容摘要
本文对钢结构中常用的格构式柱子和格构式压弯构件进行了平面内弹塑性稳定的研究。采用了两完全相同双轴对称工字型截面组成的缀条式构件作为研究对象。主要有三部分内容: 一是对运用ANSYS通用有限元程序中可以考虑几何和材料双重非线性的Beam189单元进行格构式柱和格构式梁柱的计算分析的正确性进行了研究,通过大量计算验证了此数值分析方法的正确性。 二是运用前述方法,引入整体和局部(柱肢)初弯曲和残余应力的影响,用考虑几何和材料双重非线性的有限元方法求得缀条柱的弹塑性极限承载力,通过对不同截面尺寸构件在不同长细比下的承载力计算,并从单肢稳定出发对结果进行拟合,得到了适应性更好的缀条柱平面内弯曲稳定系数φ的计算公式。 三是对我国各本钢结构设计规范中格构式压弯构件的平面内稳定计算公式与数值分析的结果进行了对比,定量地说明了当前格构式压弯构件平面内稳定性计算公式存在偏不安全的问题。运用前述方法,引入初弯曲和残余应力的影响,用考虑几何和材料双重非线性的有限元方法求得构件在不同轴力和弯矩比例作用下的弹塑性极限承载力,对不同截面尺寸构件在不同长细比下的承载力进行计算。根据数值分析结果,本文建议对格构式压弯构件采用与实腹式压弯构件相同的计算公式计算。
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全文目录
第1章 绪论 8-17 1.1 构件失稳的类型 8-10 1.1.1 平衡分岔失稳 8-9 1.1.2 极值点失稳 9 1.1.3 跃越失稳 9-10 1.2 稳定问题的计算方法 10-11 1.3 文献综述 11-14 1.3.1 格构式柱的理论研究 11-14 1.3.2 格构式压弯杆的理论研究 14 1.4 研究问题背景 14-16 1.5 研究内容 16-17 第2章 研究方法及其验证 17-27 2.1 引言 17-19 2.2 分析方法介绍 19-21 2.3 计算方法的验证 21-27 2.3.1 轴心压杆弹性大变形曲线 21-22 2.3.2 实腹式压杆柱子曲线 22-23 2.3.3 实腹式工字型截面压弯杆平面内计算 23-24 2.3.4 实腹式箱形截面压弯杆计算(文献[11]) 24 2.3.5 格构式轴心压杆弹性解析解与数值解的比较 24-25 2.3.6 格构式轴心压杆的柱子曲线 25-27 第3章 双肢缀条柱的弯曲屈曲 27-54 3.1 引言 27 3.2 双肢缀条柱的弹性弯曲屈曲 27-40 3.2.1 能量法求解其临界荷载 27-30 3.2.2 双肢缀条柱分肢的失稳和单肢验算法 30-34 3.2.3 初始几何缺陷对轴心受压双肢缀条柱的影响 34-37 3.2.4 修正“单肢验算法” 37-40 3.3 双肢缀条柱的弹塑性弯曲失稳 40-52 3.3.1 残余应力的影响 40-42 3.3.2 屈服应力的影响 42-44 3.3.3 初始几何缺陷对其弹塑性承载力的影响 44-46 3.3.4 修正“单肢验算法” 46-47 3.3.5 计算结果分析和拟合 47-52 3.4 结论 52-54 第4章 格构式压弯杆平面内稳定 54-66 4.1 平面内稳定性计算的相关公式 54-58 4.1.1 格构式偏压杆计算公式存在的问题 54-56 4.1.2 (1)(2)式的来源 56-57 4.1.3 上面推导公式的方式存在的问题 57-58 4.2 有限元数值分析 58-65 4.2.1 分析方法介绍 58-59 4.2.2 计算结果及其分析 59-65 4.3 结论 65-66 第5章 本文总结 66-68 5.1 本文内容总结 66-67 5.2 本文不足、改进及发展 67-68 附录A 轴心压杆弹性大变形曲线命令流文件 68-71 附录B 实腹式压杆极限承载能力命令流文件 71-74 附录C 格构式轴心压杆特征值屈曲分析命令流文件 74-78 参考文献 78-82 致谢 82
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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 金属结构 > 钢结构
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