门式刚架厂房楔形柱应力计算与磁电测试研究

摘要

门式刚架厂房是目前在建筑领域应用最为广泛的一种结构形式。由于楔形钢柱具有在构件全高范围内的各个截面均最大程度的适应门式刚架的受力特点。因此楔形钢柱在门式刚架结构中的使用也日益广泛。 但随着门式刚架楔形柱这种结构形式的广泛应用，国内外均曾经发生过很多不同程度、不同原因的工程事故，如2011年贵州、湖南等省发生冻雨和特大降雪时部分门式刚架结构出现了较大的变形甚至破坏。这些事故的发生时刻提醒着我们对在役应力的测试是具有重要意义的。本文正是针对这一问题，进行了门式刚架楔形柱在役应力测试的实验研究。 本实验建立楔形钢柱磁感应电动势实验系统，并通过设定好的测试角度谱，对楔形钢柱进行了全角度谱下的轴向压力、磁感应电动势以及应变的实验数据。并根据所得数据绘制了反映磁感应电动势和轴向压力，应变和轴向压力之间关系的数值拟合曲线，并通过对上述曲线的分析得出了相关规律。 本文通过对感应电动势归一值的角度谱分析，明确了在各级应力下感应电动势归一值角度谱圆型分布图和水平分布图的曲线分布规律是具有相似性，并且曲线是随角度呈一定周期性变化的。并分析得出利用感应电动势归一值按角度展开的方式进行集中力提取的可行性。 本文还通过对现场实测数据的全角度谱归一值与实验室的11个应力状态下测试值的全角度谱归一值做谱线对比法分析，得出通过采用谱线对比法分析从而获得应力值或应力范围是可行的。

目录

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摘要

第1章绪论

1．1前人工作与研究现状

1．1．1钢结构的优点

1．1．2钢结构的缺点

1．1．3构件在役应力测试技术与应用

1．2论文研究的主要内容

1．3拟解决的关键问题

第2章门式刚架有限元计算

2．1有限元计算原理

2．2门式刚架结构特征

2．2．1 门式刚架结构组成

2．2．2 门式刚架结构特点

2．2．3 门式刚架各构件的作用

2．3门式刚架在役应力的计算

2．3．1门式刚架在役实际荷载的计算

2．3．2门式刚架在役应力有限元计算

2．4本章小结

第3章应力磁电测试理论

3．1铁磁理论

3．1．1磁矩

3．1．2磁化与磁化强度

3．1．3磁致伸缩效应与压磁效应

3．2楔形钢柱应力与磁矩和磁化强度的关系

3．2．1法拉第电磁感应定律

3．2．2应力与电子磁矩的关系

3．2．3应力与磁化强度的关系

3．3楔形钢柱应力与感应电动势间的关系

3．4本章小结

第4章楔形钢柱应力磁电测试系统与测试

4．1楔形钢柱应力磁电测试系统的建立

4．1．1实验仪器

4．1．2楔形钢柱实验室应力磁电测试系统

4．2楔形钢柱实验室应力磁电测试

4．2．1实验室测试构件的制作

4．2．2楔形钢柱测试点及角度谱分布

4．2．3楔形钢柱实验室应力磁电测试方法

4．3楔形钢柱实验室应力应变测试

4．3．1楔形钢柱应力应变测试系统

4．3．2楔形钢柱实验室应力应变测试准备

4．3．3楔形钢柱实验室应力应变测试方法

4．4楔形钢柱现场应力磁电测试

4．4．1楔形钢柱现场应力磁电测试的准备

4．4．2楔形钢柱现场应力磁电测试

4．5楔形钢柱磁感应电动势实验测试特征及其规律

第5章实验数据的处理及分析

5．1实验室感应电动势归一值按角度谱分析

5．2楔形钢柱现场与实验室感应电动势归一值谱线对比法分析

第6章结论与展望

6．1本文研究结论

6．2展望

参考文献

附录

致谢

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