新型抑制屈曲支撑在结构工程中应用若干理论问题研究

摘要

为了解决框架结构中普通钢支撑受压发生屈曲的问题，相关学者经过多年的研究提出了一种不会屈曲的支撑构件，称为抑制屈曲支撑。但是，由于其自重较大、加工制作不方便等缺点，限制了其在网架、网壳等空间结构中的应用，由此引入了新型抑制屈曲支撑，内核构件与外包构件均采用钢管截面。新型抑制屈曲支撑主要应用于空间结构中关键部件的稳定监测与控制，利用内管失稳时的侧向变形对其进行监测，外管对内管的侧向约束作用抑制内管失稳后变形的进一步发展。 本文首先从利用结构的失稳规律着手，对于新型抑制屈曲支撑构件如何进行监测与控制进行了探索性研究。 然后，为了确定新型抑制屈曲支撑内外管合适的间隙δ，文中以利用一个半波变形进行监控的支撑为例，采用内管边缘纤维屈服准则和钢结构稳定安全储备系数方法，推导出支撑合适的内外管间隙δ计算公式，分析了其对失稳监控效果的影响。 随后，分析了新型抑制屈曲支撑可能发生的破坏形式。以利用一个半波变形进行监控的支撑为例，根据支撑所起到的监控作用，确定了其最终的破坏形式。由此，分析出支撑内外管的刚度要求。 最后，考虑内外管间隙δ以及内外管刚度要求，确定了新型抑制屈曲支撑构件极限承载力分析的简化力学模型。采用有限元软件计算出内管不同长细比的极限承载力，拟合出其柱子曲线，为这种监控构件应用于实际结构中的设计提供了理论依据和参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1普通抑制屈曲支撑的研究背景和现状

1.2普通抑制屈曲支撑构件在结构工程中的应用

1.3新型抑制屈曲支撑的提出和研究现状

1.4本文的研究思路和研究内容

第2章结构失稳规律的探讨及应用

2.1结构静力失稳基本类型

2.2结构静力稳定性判断准则

2.3结构失稳规律的研究

2.3.1从结构的刚度角度探讨结构失稳的规律

2.3.2从结构模态参数变化角度探讨结构失稳的规律

2.3.3从结构变形角度探讨结构失稳的规律

2.3.4通过加卸载响应比理论探讨结构失稳的先兆规律

2.4结构失稳规律的应用——新型抑制屈曲支撑

第3章新型抑制屈曲支撑内外管间隙对失稳监控效果的影响

3.1概述

3.2新型抑制屈曲支撑构件的构造

3.3新型抑制屈曲支撑内外管间隙δ的确定

3.3.1新型抑制屈曲支撑在轴向压力作用下稳定性能研究

3.3.2利用边缘纤维屈服准则确定内外管的间隙δ

3.3.3利用钢结构稳定安全储备系数确定内外管的间隙δ

3.4内外管间隙对失稳监控效果的影响

第4章新型抑制屈曲支撑内外管刚度的研究

4.1概述

4.2新型抑制屈曲支撑构件可能发生的破坏形式

4.3新型抑制屈曲支撑内外管刚度的研究

4.3.1基于弹性范围内内外管刚度的研究

4.3.2考虑产生塑性铰后内外管刚度的研究

4.4本章小结

第5章新型抑制屈曲支撑极限承载力的研究

5.1引言

5.2新型抑制屈曲支撑极限承载力分析的简化力学模型

5.3ANSYS有限元软件的屈曲分析

5.3.1ANSYS特征值屈曲分析方法

5.3.2ANSYS非线性屈曲分析方法

5.4新型抑制屈曲支撑极限承载力的研究

5.5本章小结

第6章结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果