单肢连接单角钢压杆承载能力分析

摘要

双向压弯构件的承载问题是结构设计中经常能碰到的普遍问题，但是国内外对任意截面双向压弯构件弯扭屈曲研究较少。本文主要对任意截面双向压弯构件进行弹性稳定性分析，并利用有限元方法对典型的双向压弯构件如单肢单面连接角钢和单肢交错连接角钢柱进行弹塑性极限承载能力的分析。 首先，对任意截面的双向压弯构件进行弹性稳定分析。本文从薄壁构件几何非线性平衡微分方程出发，考虑了构件的力学边界条件和几何边界条件，在适当合理假定的基础上，对任意开口截面的双向压弯构件的弹性弯扭屈曲理论分析，得出了在轴力和双向弯矩共同作用下构件中任意截面两个横轴方向的弯曲变形ux、uy和对纵轴的扭转变形()，从而可以得到构件在荷载作用下的截面内力。 其次，对单面连接角钢进行弹塑性有限元极限承载力分析。本文比较了国内外规范对单面连接角钢压杆的设计规定，发现国内外对单面连接角钢承载能力的规定存在的较大的差异。并采用有限元分析方法，考虑了残余应力和初始缺陷等因素的影响，对单面连接角钢进行极限承载能力分析，得出单面连接角钢在荷载作用下，绕连接肢所在轴的弯曲变形起控制作用，且根据有限元分析数据提出了单面连接角钢的承载力设计公式，同时考察了角钢两端支承条件、荷载偏心、角钢肢宽厚比对极限承载能力的影响。 再次，对交错连接角钢的承载能力分析。本文通过有限元分析发现交错连接角钢在荷载作用下，截面发生绕弱主轴弯曲变形，而构件扭转变形可以忽略，角钢绕弱主轴的弯曲屈曲起控制作用，同时根据有限元分析数据提出了相对肢交错连接角钢的承载力设计公式。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题的背景及任务来源

1.1.1课题的背景

1.1.2钢结构稳定问题概述

1.1.3课题的来源

1.2国内外的研究现状（文献）

1.2.1国外的研究情况

1.2.2国内的研究情况

1.3论文的主要内容与目的

参考文献

第二章双向压弯构件弹性理论分析

2.1引言

2.2薄壁构件几何非线性微分方程

2.2.1薄壁构件几何非线性微分方程

2.2.2双向压弯构件计算假定

2.2.3两端简支双向压弯构件的边界条件

2.3微分方程特解

2.4微分方程通解

2.4.1通解方程

2.4.2当F(P)＞0(λ2=0)时通解方程的解

2.4.3当F(P)＜0(λ2=0)时通解方程的解

2.5双向压弯构件的弹性理论解

2.5.1当F(P)0(λ2=0)时方程的理论解

2.5.2当F(P)＜0(λ2=0)时方程的理论解

2.6双向压弯构件的截面内力

2.7本章小结

参考文献

第三章单面连接单角钢压杆承载力分析

3.1引言

3.1.1各国规范对角钢承载能力设计值的规定

3.1.2目前国内外对单面连接角钢研究现状

3.2单面连接角钢极限承载能力

3.3端部条件不同时的稳定系数的比较

3.4荷载合力作用点位置不同时承载能力比较

3.5角钢肢不同宽厚比对角钢承载能力的影响

3.6本章小结

参考文献

第四章交错连接单角钢压杆承载力分析

4.1引言

4.2交错连接角钢构件承载力分析

4.2.1分析模型

4.2.2荷载作用下构件的变形和内力

4.2.3交错连接角钢承载能力分析

4.3本章小结

参考文献

第五章结论与展望

5.1本文内容总结

5.2本文内容的不足与发展

5.3本文内容的实际应用

致谢