鱼腹式变截面工字型梁柱的平面内稳定承载力研究

摘要

目前，国内关于钢结构工程的建设飞速发展，轻型钢结构的应用日渐广泛，相关的钢结构规范也已经制定的相对成熟，但是关于变截面梁柱的规定却仍然不够全面。从力学性能以及美观角度来考虑，鱼腹式变截面构件在实际工程中倍受青睐。本文就是以腹板高度渐变的双轴对称工字形简支变截面构件作为研究对象，对其平面内弹塑性稳定性能进行了一些研究。 论文是采用大型有限元软件Strand7对构件进行分析计算的。对于运用Strand7建立模型、进行屈曲分析以及非线性计算，本文给出了较为详细的介绍，并通过应用程序接口API对Strand7进行了适当的功能扩展，使得本文分析更加全面、可行。 在充分阅读了国内外一些关于变截面梁柱方面的规范、文献，并进行总结之后，本文对鱼腹式变截面梁柱的平面内弹塑性稳定性能进行了一定的研究。首先，对于鱼腹式变截面受压构件，在弹性阶段进行了大端等效，并在充分考虑不同相对楔率的影响下，对100多根鱼腹式变截面柱子进行了弹塑性极限强度计算。根据计算结果，本文对数据进行了适当的拟合，提出了鱼腹式变截面构件的柱子曲线。另外，对于鱼腹式变截面压弯构件，本文参考了规范对于等截面压弯构件的规定，并考虑到鱼腹式变截面构件本身性质的不同而进行了适当的变化，根据有限元计算结果，提出了适用于工程设计的轴力弯矩相关公式。论文同时也考虑了残余应力对构件稳定性的影响，通过比较分析，将鱼腹式变截面轴心压杆的平面内稳定分为两类，总结出了残余应力对于这两类失稳构件的影响。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1前言

1.2构件稳定的基本理论

1.2.1稳定问题的类型

1.2.2稳定问题的基本计算方法

1.3轴心压杆和压弯构件的研究概况

1.4本文研究内容和目的

第二章研究方法及计算验证

2.1变截面构件的稳定计算方法

2.1.1国内的计算方法

2.1.2国外压弯构件的计算理论

2.1有限元软件Strand7的简介及其稳定分析方法

2.1.1特征值屈曲

2.1.2非线性屈曲分析

2.1.3有限元方程及求解

2.2

2.2.1 Strand7的二次开发

2.3有限元模型的建立

2.3.1模型的描述

2.3.2 Strand7的求解步骤

2.3.3初始缺陷

2.4算例验证

2.5本章小结

第三章鱼腹式变截面柱的平面内稳定分析

3.1引言

3.2变截面压杆的平面内计算长度

3.2.1等截面柱的计算长度系数

3.2.2鱼腹式变截面柱的计算长度系数

3.3轴心压杆的稳定承载力

3.3.1轴心压杆稳定计算准则的研究概况

3.3.2鱼腹式变截面轴心压杆的稳定计算准则

3.3.3鱼腹式变截面柱的平面内稳定承载力

3.4残余应力对鱼腹式变截面柱失稳的影响

3.4.1残余应力对等截面轴心压杆弹性分岔失稳的影响

3.4.2残余应力对鱼腹式变截面轴心压杆极值点失稳的影响

3.4.3残余应力对两类失稳构件影响的比较

3.5本章小结

第四章鱼腹式变截面梁柱的平面内稳定分析

4.1引言

4.2关于规范中压弯构件平面内稳定公式的讨论

4.2.1国内规范关于压弯构件的规定

4.2.2国外规范关于压弯构件的规定

4.3鱼腹式变截面压弯构件的平面内稳定

4.4本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

IV - 2 答辩委员会对论文的评定意见