發(fā)布時間：2020-11-15 23:51

　　 局部屈曲是鋼管構(gòu)件在設(shè)計中需要避免或利用的變形性能�，F(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范根據(jù)構(gòu)件的截面塑性變形以及抵抗局部屈曲的能力,將截面劃分為多種板件寬厚比范圍內(nèi)呈現(xiàn)不同薄柔性的類別,并采用相應(yīng)的承載力設(shè)計式。規(guī)范對于屈曲承載力小于屈服承載力的薄柔截面構(gòu)件,通常采用基于板件屈曲后受壓邊緣屈服的“有效寬度”設(shè)計方法,未能充分考慮板件相關(guān)作用以及屈曲后的塑性發(fā)展�！斑B續(xù)強度設(shè)計方法”是一種基于截面變形并能有效利用鋼材應(yīng)變強化的構(gòu)件設(shè)計方法。該方法主要適用于非薄柔截面構(gòu)件,并在不銹鋼、高強鋼構(gòu)件的承載力設(shè)計中有較為完善的理論。但其對冷彎鋼材、薄柔截面以及偏心受壓荷載情況下的應(yīng)用有待研究。本文經(jīng)有限元與收集的試驗結(jié)果對比,驗證了考慮初始幾何缺陷和材料非線性的建模方法對冷彎方矩形鋼管構(gòu)件局部屈曲性能模擬的有效性。并以此建模方法建立擴大化參數(shù)模型,研究截面薄柔程度、鋼材強度等級、截面高寬比和偏心壓力作用線角度對冷彎薄壁方矩形鋼管構(gòu)件的局部屈曲性能的影響。基于有限元結(jié)果,引入等效應(yīng)變的概念,將“連續(xù)強度設(shè)計法”拓展到軸壓、純彎荷載以及偏心受壓荷載下冷彎薄壁方矩形鋼管承載力設(shè)計中,提出考慮截面薄柔程度、高寬比和偏心夾角的“連續(xù)強度法”建議式。并將中國、歐洲、北美鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范應(yīng)用于算例,分析了各國規(guī)范和連續(xù)強度法設(shè)計式對冷彎薄壁方矩形截面局部屈曲承載力計算的適用性。
【學(xué)位單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU392.3
【部分圖文】：

能優(yōu)勢:（1）采用雙軸對稱閉合截面的管形構(gòu)件，具有抗扭剛度大、抗彎剛度大造成的不易翹曲、整體穩(wěn)定性好等優(yōu)點；（2）相比于類似規(guī)格的開口構(gòu)件，鋼管構(gòu)件暴露于外部環(huán)境的面積較小，且沒有尖銳的棱角，相應(yīng)的防腐措施與安全措施更為便捷、經(jīng)濟；（3）在鋼管內(nèi)部填充混凝土形成―鋼包砼‖的組合結(jié)構(gòu)是充分利用材料性能和解決鋼管內(nèi)部銹蝕問題的新興設(shè)計趨勢，被大量應(yīng)用于承載柱和鋼管拱構(gòu)件中。圖 1.1 展示了鋼管在生活中的應(yīng)用。(a) 屋面鋼管檁條 （b） 抗震樓面鋼管桁架

圖 2.1 板的坐標(biāo)與微元體上的應(yīng)力基于上述假定，可以得出在荷載作用下屈曲過程中的兩組內(nèi)力的平衡方程；兩別是由單位長度荷載 P 決定的板內(nèi)中面力 Nij與因板件彎曲產(chǎn)生的內(nèi)力 Mij和微元體面位置，j 代表內(nèi)力的方向。根據(jù)高階微分的簡化略去剪力 Qi，如式（22202222222222 yNxyNxNyMxyMxMxxyyxyyx （通過由板件彎曲產(chǎn)生的彎與截面應(yīng)力的積分關(guān)系，最終可以推導(dǎo)出以撓曲面y）為變量的在 z 方向的常系數(shù)線性四階偏微分方程作為力的平衡方程：222224422444232212( 1)yNxyNxNvxxyyEtxxyy （將式中的中面力替換為典型荷載（軸壓或純彎），可將簡化為式（2.3）。2012(1)22442244423 xPvxxyyEtx 軸壓（

j 代表內(nèi)力的方向。根據(jù)高階微分的簡化略去剪力 Qi，如222222222222 yNxyNxNyMxyMxMxxyyxyyx 板件彎曲產(chǎn)生的彎與截面應(yīng)力的積分關(guān)系，最終可以推導(dǎo)出以撓變量的在 z 方向的常系數(shù)線性四階偏微分方程作為力的平衡方程222224422444232212( 1)yNxyNxNvxxyyEtxxyy 的中面力替換為典型荷載（軸壓或純彎），可將簡化為式（2.3）22012(1)2012(1)244224442322442244423 xyPvxxyyEtxPvxxyyEtxyx 純彎軸壓邊簡支的板件，板的支承點可在板平面內(nèi)移動，其屈曲情況如下
【參考文獻】

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本文編號：2885362