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考虑翼缘约束作用的工字梁腹板在复合应力作用下的弹性屈曲

专 业: 结构工程
关键词: 工字梁腹板 复合应力 弹性屈曲 临界应力 翼缘约束作用 有限元方法
分类号: TU3  TU4
形 态: 共 108 页 约 70,740 个字 约 3.384 M内容
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内容摘要


工字形组合钢梁腹板在弯、剪及局压复合应力作用下的局部屈曲是钢结构设计中需要重点考虑的问题之一。

现行的“钢结构设计规范>>GB50017-2003参考了英国和澳大刹亚规范对该部分内容作了较大改动,但是对于修正后的公式却缺少足够的研究与验证。

本文利用ANSYS有限元软件建模,考虑了不同几何参数及弯、剪、局压多种应力组合工况,对工字梁腹板横向加劲区格在复合应力作用下的局部屈曲进行了研究,重点分析相关公式的适用性和安全度。

本文在研究中通过在临界应力的弹性屈醵系数公式中引入与翼缘扭转刚度和腹板弯曲剐度比值有关的参数,将翼缘对腹板的约束程度量化,从而合理考虑翼缘的约束作用。

本文首先分别验证了弯一局压联合作用、剪一局压联合作用下工字梁腹板弹性斌浊的临界条件,再结合弯一剪联合作用下l隐界条件的已有结果,综合考虑以上曼种应力组合工况,对弯、剪及局压复合应力作用的情况进行分析。

通过大量的有限元分析与计算,谖明了当考虑翼缘对腹板的约束作用时,由有限元计算得到的临界应力点与现行规范中所提公式所表示的屈曲曲线并不相符,将规范公式作为梁腹板弹性屈曲临界条件的安全度过高。

本文在有限元分析结果的基础上,提出建议公式,并对建议公式的适用性和安全度进行了研究,分析了腹板宽高比、局压作用宽度和应力比的影响。

本文的工作是对现行钢结构规范中相关公式的修正与完善,同时也是对工字形鳃合钢梁黢板在弯、剪及局压复合应力作周下昀局部惹鼗问题作进一步研究昀基础.

全文目录


摘要
插图和附表清单
缩写、符号清单
第1章 绪论
1.1 概述
1.2 薄板稳定理论
1.2.1 薄板稳定问题分类
1.2.2 薄板稳定性分析的常用方法
1.2.2.1 静力平衡法
1.2.2.2 能量变分法
1.2.2.3 有限单元法
1.3 国内外研究概况
1.3.1 钢梁腹板区格在不同应力作用下的稳定性研究
1.3.2 现行规范中梁腹板在各种应力作用下的临界条件
1.3.2.1 腹板在单一应力作用下的临界应力
1.3.2.2 腹板在弯、剪、局压复合应力作用下的临界条件
1.4 本文的研究目的及内容
第2章 考虑翼缘约束作用的工字梁腹板在单独应力作用下的弹性屈曲
2.1 考虑翼缘约束作用的工字梁腹板在局压作用下的弹性屈曲
2.1.1 研究方法
2.1.2 有限元模型
2.1.3 工字梁腹板在局压作用下的弹性屈曲系数
2.1.4 弹性屈曲系数公式的适用范围
2.2 考虑翼缘约束作用的工字梁腹板在纯剪作用下的弹性屈曲
2.2.1 研究方法
2.2.2 有限元模型
2.2.3 工字梁腹板在纯剪作用下的弹性屈曲系数
2.2.4 弹性屈曲系数公式的适用范围
2.3 考虑翼缘约束作用的工字梁腹板在纯弯作用下的弹性屈曲
2.3.1 研究方法
2.3.2 有限元模型
2.3.3 工字梁腹板在纯弯作用下的弹性屈曲系数
2.3.4 弹性屈曲系数公式的适用范围
第3章 工字梁腹板在剪应力和局部荷载联合作用下的弹性屈曲
3.1 引言
3.2 剪—局压工况下腹板弹性屈曲研究方法分析
3.2.1 剪应力和局部荷载单独作用有限元模型的差异
3.2.2 新的边界条件下纯剪应力状态的验证
3.2.3 腹板在局部荷载作用下弹性屈曲系数的修正
3.3 剪—局压工况下的有限元模型
3.4 有限元分析过程与结果
3.5 本章小结
第4章 工字梁腹板在弯曲应力和局部荷载联合作用下的弹性屈曲
4.1 引言
4.2 弯—局压工况下腹板弹性屈曲研究方法分析
4.2.1 弯曲应力和局部荷载单独作用下有限元模型的差异
4.2.2 纯弯加载时边界条件改变对弹性屈曲系数的影响
4.2.3 现行规范中的相关公式及其改进
4.2.3.1 对规范相关公式改进的原因和方法分析
4.2.3.2 对规范相关公式的初步改进
4.2.3.3 弯曲临界应力公式的改进
4.2.3.4 规范相关公式的最终改进结果
4.3 弯—局压工况下的有限元模型
4.4 有限元分析过程与结果
4.5 本章小结
第5章 工字梁腹板在复合应力作用下的弹性屈曲
5.1 引言
5.2 复合应力作用下腹板弹性屈曲临界条件的推导
5.3 复合应力作用下的有限元模型
5.4 有限元分析过程与结果
5.5 本章小结
第6章 本文工作的总结和展望
6.1 本文工作的总结
6.2 进一步工作的设想
参考文献

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中图分类: > TU3 > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构
其他分类: > TU4 > 工业技术 > 建筑科学 > 土力学、地基基础工程

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