十字断面双组合角钢稳定性研究分析

摘要

随着钢结构输电塔承受的荷载越来越大，在仅使用现有的单角钢型钢无法满足荷载设计的要求的情况下，采用十字断面双组合角钢成为了一种发展方向。然而现有的《钢结构设计规范》对此种形式的构件的稳定性设计要求过于简单，并不能够十分完善的对此种构件的设计进行指导。
　　本文对前人的研究工作进行了大量的总结，并且对钢结构构件的轴心受压稳定和局部稳定理论进行了系统的叙述。在此基础上，本文对十字断面双组合角钢在实际工作中的弯曲失稳状态、其填板间距的限定和实际工程实验中出现的局部失稳进行了理论分析。结合有限元数值仿真归纳总结了填板类型、填板间距和填板厚度对十字断面双组合角钢实际弯曲失稳状态的影响。
　　首先，本文在前人的研究基础上提出了十字断面双组合角钢在实际工作状态下发生弯曲失稳的两种极端情况为：（a）两根角钢各自独立工作；（b）两根角钢作为一个整体工作。并且根据这两种极端情况提出平面符合度的概念。
　　其次，本文以十字断面双组合角钢填板间单根角钢不先于整体失稳为先决条件，对构件的填板间距的限定进行了初步的理论分析，发现在均匀受力情况下，受压构件的填板间距d≤40i便可。
　　接着，本文通过分析十字断面双组合角钢与单角钢的截面特性，结合直角角钢局部失稳理论，以一真型塔实验为例说明十字断面双组合角钢需要特别注意角钢宽厚比的限定的校核验算。
　　随后，以平面符合度为评判基准，结合构件受弯矩作用时截面的应力分布，通过有限元数值仿真对填板类型、填板间距以及填板厚度对十字断面双组合角钢实际弯曲失稳状态的影响进行分析，发现十字式填板在d≤40i可以按照实腹式构件进行设计，而交叉填板则不可。填板厚度在取0.5~2倍的角钢翼缘板厚度可以使构件按照实腹式构件进行设计。
　　最后本文就十字断面双组合角钢的进一步研究方向提出了一些展望，为以后的研究分析提供些许建议。

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第1章 绪论

1.1 概述

1.2国内外研究现状

1.3前人研究的不足

1.4本文的主要研究内容

第2章 轴心受压钢结构构件屈曲稳定理论

2.1 钢结构稳定问题分类

2.2 稳定问题的常用计算方法

2.3理想轴心受压杆弹性弯曲失稳荷载

2.4 钢结构中轴心受压杆件的弯曲失稳

2.5 直角角钢局部稳定理论

第3章 十字断面双组合角钢稳定理论分析

3.1 十字截面双组合角钢工作状态分析

3.2 填板间距限定理论分析

3.3 十字断面双组合角钢局部稳定分析

3.4 本章小结

第4章 十字断面双组合角钢有限元分析

4.1 引言

4.2 填板类型对十字断面双组合角钢整体稳定承载力的影响

4.3填板厚度对十字断面双组合角钢整体稳定承载力的影响

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 进一步工作展望

致谢

参考文献