支撑位置对轻型工形钢梁侧向稳定性的影响

摘要

稳定性是决定轻型钢结构极限承载能力的重要因素，因此，如何提高轻型钢结构的稳定性及极限承载力是设计中的一个主要问题。在钢结构设计中，利用支撑来提高构件的承载力较为常见。但，由于工程实际情况及荷载方向的变化，导致构件支撑位置并不总是位于现行规范所假定的受压区，这给结构带来了安全隐患。在此情况下，本文主要研究了支撑位置对梁侧向稳定性的影响。
　　 本文采用有限元模拟分析的方法，得到侧向支撑点沿着轻型工形钢梁截面高度变化时，支撑位置变化对钢梁侧向稳定性的影响程度。所得出的结论具有一定的理论意义和工程意义，为进一步探讨支撑位置对构件稳定性的影响提供参考数据，为工程支撑设置提供理论依据。本文内容主要有以下几个方面：
　　 1.建立在跨中支撑点位置不同时，跨中集中荷载、满跨均布荷载、纯弯矩荷载分别作用下的有限元模型，进行理想弹性条件下的屈曲分析，得出支撑点位置不同时最容易发生的第一阶失稳模态变形和临界荷载。
　　 2.分析理想弹性条件下轻型工形钢梁屈曲荷载数据，对理想弹性条件下侧向支撑位置不同对轻型工形钢梁侧向稳定性的影响作出评价。
　　 3.建立在跨中支撑点位置不同情况下，跨中集中荷载、满跨均布荷载、纯弯矩荷载分别作用下的有限元模型，进行弹塑性条件下的非线性屈曲分析，得出支撑点位置不同情况下所研究轻型工形钢梁的荷载位移曲线，然后得出不同支撑位置情况下的失稳临界荷载。
　　 4.分析弹塑性条件下轻型工形钢梁非线性屈曲荷载数据，对弹塑性条件下侧向支撑位置不同对轻型工形钢梁侧向稳定性的影响作出评价。
　　 5.对理想弹性条件下和弹塑性条件下的数据进行综合分析对比，对轻型钢结构工程的支撑设置提出建议。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1轻型钢结构概述

1.1.1轻型钢结构的概念与应用

1.1.2轻型钢结构构件侧向稳定性概述

1.2构件的侧向支撑位置与侧向稳定性

1.3轻型钢结构梁稳定性研究现状

1.4问题提出和本文的主要研究内容

1.4.1问题的提出

1.4.2本文的研究对象和方法

1.4.3本文主要研究内容

第二章 轻型钢结构梁侧向稳定理论

2.1轻型钢结构梁稳定问题概述

2.2轻型工形钢梁稳定分析方法

2.2.1轻型工形钢梁弹性失稳

2.2.2轻型工形钢梁弹塑性失稳

2.3本文所研究构件的初步稳定计算

2.4本章小结

第三章 支撑位置不同时轻型工形钢梁特征值屈曲分析

3.1 特征值屈曲分析概述

3.1.1概念

3.1.2特征值屈曲分析基础

3.2有限元模型的建立

3.2.1本文采用的ANSYS单元类型

3.2.2有限元模型的建立

3.3特征值屈曲有限元模拟及结果处理

3.3.1跨中单个集中力作用下支撑位置不同时特征值屈曲有限元模拟分析

3.3.2满跨均布荷载下轻型工形钢梁特征值屈曲有限元模拟分析

3.3.3纯弯矩荷载作用下轻型工形钢梁特征值屈曲有限元模拟分析

3.4三种荷载作用情况下支撑位置对构件稳定性影响比较

3.5本章小结

第四章 支撑位置不同时轻型工形钢梁非线性屈曲分析

4.1非线性屈曲分析概述

4.4.1本章屈曲分析所考虑的非线性

4.4.2有限元模型建立

4.2跨中集中荷载作用下非线性屈曲分析

4.2.1跨中集中荷载作用下钢梁侧向失稳结果数据

4.2.2跨中集中荷载作用下钢梁侧向失稳结果数据分析

4.3满跨均布荷载作用下非线性屈曲分析

4.3.1满跨均布荷载作用下钢梁侧向失稳结果数据

4.3.2满跨均布荷载作用下钢梁侧向失稳结果数据分析

4.4纯弯矩荷载作用下非线性屈曲分析

4.4.1纯弯矩荷载作用下钢梁侧向失稳结果数据

4.4.2纯弯矩荷载作用下钢梁侧向失稳结果数据分析

4.5三种荷载作用情况下支撑位置对构件稳定性影响比较

4.6理想弹性条件下和弹塑性条件下结果数据比较

4.7本章小结

第五章 结论和展望

5.1本文主要结论

5.2对后续工作的展望

参考文献

致谢