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集中荷载作用下钢—混凝土组合梁稳定性研究

作　者: 卜伟斐
导　师: 蒋丽忠
学　校: 中南大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢-混凝土组合梁 集中荷载 侧向屈曲失稳 临界荷载 弯扭失稳
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


钢—混凝土组合梁结构是当前土木工程建设中重要的建筑结构形式,其承载能力的有效发挥对于实际工程意义重大。但是,当前对于钢—混凝土组合梁结构稳定性计算方法以及结构设计还没有较为明确的标准和规范,所以给工程实际带来很大的不便。本文在分析和总结近几年钢—混凝土组合梁结构稳定性研究理论和实践的基础上,将从以下几个方面对集中荷载作用下钢—混凝土组合梁结构的侧向失稳问题进行研究：(1)根据集中荷载作用下工字型钢—混凝土组合梁变形特征,建立了集中荷载作用下组合梁翼缘侧向屈曲失稳的力学模型以及侧向弯扭力学模型。运用能量法,分别求解两种模型的结构变形势能,并根据势能驻值原理,采用变分法,进行结构失稳临界荷载的求解。并通过对两种模型的对比,来确定更加便于工程实践的力学模型和计算方法；(2)在集中荷载作用下工字型钢—混凝土组合梁侧向屈曲失稳问题分析的基础上,分析集中荷载作用下Π型钢—混凝土组合梁弯扭屈曲失稳。引进混凝土翼板及连接件的转动刚度,模拟翼板及连接件对组合梁上翼缘扭转变形的约束作用,在此基础上建立整体结构的失稳模型,运用能量法求解结构变形的整体势能,并根据势能驻值原理,采用变分法,对结构失稳的临界荷载进行求解,为了计算方便对模型进行二次简化；(3)通过实例对文中两种模型下的临界失稳求解计算方法进行验证,并与国内外关于组合梁稳定性的计算模型和方法进行比较,验证计算模型和计算方法的可行性。通过计算结果的对比,为实际的工程设计提供参考。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 概述  9-11
    1.1.1 钢—混凝土组合梁的基本概念及特点  9-10
    1.1.2 钢—混凝土组合梁的组成和形式  10
    1.1.3 钢—混凝土组合梁在工程中的应用  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
    1.2.1 钢—混凝土组合梁发展历程  11-12
    1.2.2 国外研究现状  12-13
    1.2.3 国内研究现状  13
  1.3 本文研究目的和内容  13-15
    1.3.1 问题的提出  13-14
    1.3.2 研究的目的和意义  14
    1.3.3 研究的主要内容  14-15
第二章 集中荷载作用下工字型钢—混凝土组合梁的侧向屈曲  15-44
  2.1 引言  15-17
  2.2 集中荷载作用下组合梁翼缘侧向屈曲失稳  17-28
    2.2.1 基本理论假定与力学模型  17-18
    2.2.2 集中荷载作用下组合梁最危险界面分析  18
    2.2.3 集中荷载作用下组合梁翼缘侧向屈曲失稳模型  18-19
    2.2.4 集中荷载作用下组合梁工字钢应力分布  19-22
    2.2.5 集中荷载作用下组合梁侧向屈曲失稳势能  22-26
    2.2.6 集中荷载作用下组合梁侧向屈曲失稳的临界荷载  26-28
  2.3 集中荷载作用下组合梁翼缘侧向弯扭失稳  28-40
    2.3.1 集中荷载作用下组合梁翼缘侧向弯扭失稳模型  28-29
    2.3.2 集中荷载作用下组合梁侧向弯扭失稳势能  29-31
    2.3.3 集中荷载作用下组合梁侧向弯扭失稳临界荷载  31-40
  2.4 工字钢—混凝土组合梁失稳问题的其它计算模型及实例分析  40-42
    2.4.1 组合梁其它侧向失稳模型及计算  40
    2.4.2 计算实例  40-42
  2.5 小结  42-44
第三章 集中荷载作用下Π型钢—混凝土组合梁的侧向屈曲  44-84
  3.1 引言  44-45
  3.2 集中荷载作用下Π型钢—混凝土组合梁弯扭屈曲  45-64
    3.2.1 基本力学假定  45
    3.2.2 集中荷载作用下Π型钢—混凝土组合梁弯扭屈曲力学模型  45-47
    3.2.3 集中荷载作用下Π型组合梁侧向弯扭失稳的总势能  47-52
    3.2.4 集中荷载作用下Π型组合梁侧向弯扭失稳的临界荷载  52-64
  3.3 集中荷载作用下Π型组合梁弯扭屈曲简化计算方法  64-76
    3.3.1 集中荷载作用下Π型钢—混凝土组合梁弯扭屈曲模型简化  65-67
    3.3.2 集中荷载作用下Π型组合梁侧向弯扭失稳的简化解  67-76
  3.4 Π型钢—混凝土组合梁失稳问题其它计算模型及实例计算分析  76-82
    3.4.1 倒U型失稳模型及变轴力压杆的计算方法  76-78
    3.4.2 欧洲规范4采用的失稳模型和计算方法  78-80
    3.4.3 计算实例  80-82
  3.5 小结  82-84
第四章 结论与展望  84-86
  4.1 全文总结  84
  4.2 主要结论  84
  4.3 存在的问题及前景展望  84-86
参考文献  86-89
致谢  89-90
攻读学位期间论文发表情况  90

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 组合结构 > 其他组合结构
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