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开口薄壁柱的空间稳定柱子曲线

作　者: 温伏明
导　师: 李开禧
学　校: 重庆大学
专　业: 结构工程
关键词: 翘曲理论弯扭屈曲空间稳定正交分解转角放大系数柱子曲线
分类号: TU33
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

本文以开口薄壁杆件为对象，以“翘曲理论”为基础，主要做了以下几方面的研究工作：(1) 简要介绍了“翘曲理论”的基本假定、基本工具、基本概念以及实用计算公式，并以示例来说明它在变截面梁等复杂条件下的具体应用。“翘曲理论”完全包容传统理论，在许多问题的计算方面有着广阔的发展前景，无愧于是新一代的工程实用计算理论。(2) 以弯矩矢量和转角向径为工具，分析了薄壁构件的弯扭屈曲。以瞬时转动中心为弯矩矢量简化点导出了统一临界力的计算公式，说明临界力反映了杆件刚度特征。并绘制了表示内力特征的转动中心三角形，指出杆件在轴压力下，截面附加弯矩和附加双力矩可以合成通过转动中心的弯矩矢量，这三个相互正交的临界弯矩矢量所组成的临界弯矩矢量三角形包含了构件失稳的相关信息。根据内、外双力矩平衡方程，推导出一套简捷的计算薄壁构件弯扭屈曲临界荷载的统一公式。(3) 讨论了如何把已知初始变形按正交屈曲模态分解为三个独立变形的方法，根据内、外双力矩的平衡方程导出了相互独立的三种变形的转角放大系数，说明了挠度和转角在所产生的附加组合变形中的同一性。(4) 按照边缘屈服准则，提出了两板件和三板件截面考虑了初弯曲的空间稳定柱子曲线的计算方法。指出了钢结构新失稳模式：剪切失稳，它是两板件构件的特殊现象。并形象地说明了杆件空间失稳时，截面变形随长细比增加的变化规律。本文对开口薄壁截面柱的空间稳定柱子曲线的研究目前只处于理论探索阶段，尚缺乏有关初始缺陷资料的积累，以及大量实际工程的检验。只是以少量示例说明它的由来，希望从理论的角度为薄壁构件空间稳定柱子曲线的分析开创一条新的思路，以弥补现行规范柱子曲线的不足，供规范参考。至于残余应力和弹塑性分析，有待后续进一步深入研究。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-9
1 绪论  9-15
  1．1 引言  9
  1．2 薄壁杆件计算理论的发展  9-11
  1．3 现行钢结构规范中柱子曲线存在的不足  11-12
  1．4 空间稳定分析的理论基础  12-13
  1．5 研究的目的和内容  13-14
  1．6 课题的可行性认证  14-15
2 翘曲理论概述  15-30
  2．1 概述  15
  2．2 基本假定  15-17
  2．3 弯矩矢量  17-18
  2．4 平衡方程  18-20
  2．5 转角向径  20-22
  2．6 惯矩矢量  22-24
  2．7 应用示例  24-29
  2．8 小结  29-30
3 开口薄壁梁柱的空间稳定分析  30-44
  3．1 概述  30
  3．2 开口薄壁杆件的失稳形式  30-31
  3．3 开口薄壁杆件的失稳特点  31-32
  3．4 均匀受压薄壁杆件的弯扭屈曲  32-38
  3．5 开口薄壁杆件的空间变形  38-42
  3．6 其它杆端约束条件下均匀受压薄壁杆件的简述  42-43
  3．7 小结  43-44
4 空间初始变形的正交分解  44-52
  4．1 概述  44-45
  4．2 转角放大系数  45-47
  4．3 初始变形的正交分解  47-49
  4．4 示例  49-51
  4．5 小结  51-52
5 两板型及三板型截面柱子曲线  52-76
  5．1 概述  52-53
  5．2 整体稳定的屈曲准则  53-54
  5．3 两板件截面均匀受压柱的柱子曲线  54-63
    5．3．1 屈曲分析  54-59
      5．3．2 二阶应力  57-59
    5．3．3 临界力判别准则  59
    5．3．4 计算示例  59-61
    5．3．5 柱子曲线  61-63
  5．4三板件截面均匀受压柱的柱子曲线  63-73
    5．4．1 屈曲分析  63-67
    5．4．2 二阶应力  67-70
    5．4．3 柱子曲线  70-72
    5．4．4 计算示例  72-73
  5．5 关于残余应力和弹塑性的几点说明  73-74
  5．6 小结  74-76
6 结语  76-78
  6．1 结语  76-77
  6．2 有待深入的问题  77-78
致谢  78-79
参考文献  79-81
附录  81-83

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