發(fā)布時間：2020-06-23 18:53

【摘要】：本文通過有限元模擬和理論分析,對楔形梁腹板在彎、剪、局壓聯(lián)合作用下的彈性屈曲問題進行研究。首先研究純彎狀態(tài)下楔形梁腹板的屈曲問題,考慮不等端彎矩比、腹板區(qū)格比、楔率、腹板高厚比、翼緣寬厚比等因素對楔形梁腹板的彈性屈曲影響,結果表明當不等端彎矩比值-1≤η≤1范圍內(nèi)變化時,楔形梁腹板產(chǎn)生同向曲率即η≥0時,其彈性屈曲臨界荷載隨不等端彎矩比η增加而減小;產(chǎn)生異向曲率即η0時,屈曲臨界荷載隨不等端彎矩比絕對值|η|的減小而減小,減小的幅值較同向曲率時有所減小�？傮w來看使楔形梁腹板產(chǎn)生異向曲率的情況對楔形梁腹板的彈性屈曲臨界荷載的影響要大于同向曲率的情況。其次,結合楔形梁腹板受局壓荷載作用時的彈性屈曲分析的結論,對受彎矩和局壓聯(lián)合作用下考慮翼緣約束作用的楔形梁腹板的屈曲問題進行研究,得出與普通工字型鋼梁腹板的臨界條件表達形式相似并適用于楔形工字鋼梁腹板受彎矩和局部荷載聯(lián)合作最后,結合已有的楔形梁腹板在彎—剪、剪—局壓作用工況下的研究成果,運用空間圖形分析的方法推導出同時考慮彎、剪及局壓三種荷載作用下的楔形梁腹板的彈性屈對比有限元分析結果和理論計算結果,發(fā)現(xiàn)當翼緣對腹板的約束作用較小時,該式的誤差隨腹板區(qū)格的寬高比α = L/H的增大而增加:當翼緣對腹板的約束作用較大時,該式的誤差隨腹板區(qū)格的寬高比α= L/H的增大而減小。
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU391
【圖文】：

在門式剛架輕型房屋鋼結構體系中，梁、柱構件多采用高、寬等幾何形狀參逡逑數(shù)在各區(qū)段內(nèi)線性變化的變截面構件，這種構件除了具有一般等截面構件的特點逡逑夕卜，更突出的特點是它的截面變化形式接近荷載作用下的彎矩圖，如圖１．１所示。逡逑如果在門式剛架設計中，能夠依照構件內(nèi)力的變化，將門式剛架的梁、柱截面設逡逑計成為變截面構件，那么就可以有效的節(jié)約材料、減輕自重，使外形更加輕巧美逡逑觀。因此，變截面構件越來越多的被應用于實際工程，尤其是門式剛架輕鋼結構，逡逑甚至在大跨度橋梁結構中的應用也非常廣泛。逡逑＼邐／逡逑＇丨逡逑＼邐？逡逑．邋＼邋／逡逑＼邐／逡逑＼邐Ｉ逡逑＼邐ｉ逡逑＼邐Ｉ逡逑＼逡逑Ｉ邐Ｍ邐１逡逑（ａ）輕型門式剛架結構圖邐．邐（ｂ）彎矩分布圖逡逑圖１．１輕型門式剛架結構示意圖逡逑楔形構件一般會選擇高厚比較大的腹板，即高度相對較高，厚度相對較薄的逡逑腹板，這樣既經(jīng)濟又能夠充分利用鋼材的強度，但是這種高而薄的腹板易產(chǎn)生局逡逑部屈曲的問題。在傳統(tǒng)的結構設計中，通常把腹板承載力的極限值認為是屈曲的逡逑臨界應力，因此為了提高腹板的屈曲臨界應力，一般會設置橫向加勁肋，有時還逡逑會在構件中部設置縱向加勁肋［２］

宜將梁腹板做的高一些、薄一些。然而當腹板高厚比過大時，極有可逡逑能會出現(xiàn)這樣的情況：在梁出現(xiàn)強度破壞和整體失穩(wěn)前，腹板卻先發(fā)生波狀屈曲逡逑而偏離之前的平面位置（圖１．２），即梁腹板先發(fā)生局部失穩(wěn)。此后，梁各截面逡逑的應力進行重新組合分配，仍然可能擁有一定的承載力；但是腹板的局部屈曲導逡逑致部分部位提前退出工作，減小了梁的剛度，惡化了梁整體的受力性能，因而會逡逑造成梁的強度和整體穩(wěn)定性的降低，使梁提前發(fā)生破壞。所以，在進行梁的整體逡逑結構設計時，需要關注腹板的局部屈曲問題。梁腹板的局部穩(wěn)定問題，其實質(zhì)是逡逑腹板在加勁肋區(qū)隔內(nèi)的薄板在各種應力（如正應力剪應力ｒ、和局部壓應力逡逑１，）單一或兩種及兩種以上應力作用下的屈曲問題。逡逑圖〗．２梁腹板局部屈曲示意圖逡逑目前，等截面鋼梁的穩(wěn)定理論已經(jīng)相對比較成熟。我國現(xiàn)有《鋼結構設計規(guī)逡逑范》（ＧＢ５００１７－２００３）對等截面構件的穩(wěn)定設計方法已經(jīng)有了較詳細的規(guī)定，僅配逡逑置橫向加勁肋的腹板

【參考文獻】

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本文編號：2727749