徐小波[1]2005年在《楔形变截面柱平面内稳定承载力研究》文中研究指明变截面门式刚架结构具有造型轻巧、施工快捷、经济效益高等许多优点,目前正成为钢结构建筑中一个十分重要的分支,是目前应用最为广泛的轻型钢结构形式之一,它的稳定性研究对于合理的结构设计,推动轻型钢结构的发展具有很深远的意义,因此,对楔形变截面柱的相关屈曲性能及其对构件平面内稳定承载力的影响的研究已经成为这一领域众多学者关注的焦点。 根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)对腹板有效宽度的规定。建立了可以考虑腹板局部失稳的整体稳定的有限元模型,并与相关屈曲理论的有限元结果进行了比较。分析了构件的楔率、腹板的宽厚比对构件平面内稳定承载力的影响。 为了对楔形柱的相关屈曲性能进行全面的观察和了解,对楔形压弯构件的相关屈曲进行了全过程的参数分析,分析共分为两大部分,第一部分主要通过荷载一位移曲线和破坏全过程描述两种手段,用来考察构件的腹板宽厚比、楔率等参数对其相关屈曲性能和平面内稳定承载力的影响,第二部分主要对楔形柱进行了不同荷载下的参数分析,主要考虑了腹板的宽厚比、翼缘宽厚比、楔率、构件长细比等参数对楔形压弯构件平面内稳定承载力的影响并与《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)进行了比较。
许俊[2]2007年在《楔形宽薄腹工形截面压弯构件平面外稳定分析》文中指出近年来轻型门式刚架结构在工业以及民用建筑中得到了广泛的应用，对于此类结构的斜梁、柱子的截面形式，应用最为广泛的是根据其受力特点而采用的变截面形式。就压杆整体稳定而言，合理的设计应使截面较为开展。对工形截面偏压杆绕强轴稳定来说，宽薄腹板截面是合理的。现行的《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102：2002)中关于考虑腹板局部屈曲的楔形宽薄腹构件的平面外稳定公式是通过对等截面的公式修正而来，而不是由严密的理论分析得到的，亦未有相关的实验验证。本文将利用有限元程序ANSYS，通过对此类构件的腹板宽厚比、翼缘宽厚比、构件长细比、楔率、荷载偏心距(偏心率)和初始缺陷(包括几何缺陷和残余应力)等参数的变化的进行模拟分析，来研究楔形薄腹工形截面压弯构件的腹板局部屈曲对其平面外稳定性能的影响，并探讨此类构件的破坏机理，对规程给出公式的进行了分析和评比，以期为规程的修订提供参考。通过对有限元ANSYS的单板模型计算值与其理论计算值、等截面宽薄腹构件的模型计算值与其试验值、变截面楔形构件模型计算值与其已算出的值的比较证明了有限元程序ANSYS所建立的模型是可靠、准确的，能够用于在大挠度、弹塑性范围内考虑相关屈曲作用的楔形宽薄腹工形截面压弯构件的计算中。并且运用该模型对楔形宽薄腹工形截面压弯构件平面外稳定极限承载力进行计算和分析。
赵强[3]2007年在《楔形宽薄腹工形截面压弯构件的平面内稳定性分析》文中进行了进一步梳理近年来轻型门式刚架结构在工业以及民用建筑中得到了广泛的应用，受力合理的楔形构件也大量出现在该类型的结构中。就压杆整体稳定而论，合理的设计应使截面较为开展，作为门式刚架结构中的楔形柱，它的理想截面往往要求腹板薄而开展以提供较大的承载能力。这样虽然会导致腹板易发生局部屈曲，但还有可观的屈曲后强度可以利用。目前对此类相关屈曲的研究尚存在一些问题，需进一步的研究。论文包括两个部分的内容，第一部分应用非线性板壳有限元理论，结合ANSYS程序，在大挠度、弹塑性范围内建立能够考虑相关屈曲作用的楔形宽薄腹工形截面压弯构件的有限元模型。为了更好的模拟实际情况，在模型中引入初始缺陷，如构件整体初始几何缺陷，腹板的局部初始几何缺陷以及残余应力。通过有限元计算得出的构件承载力、屈曲模式、应力分布等结果，证明了该有限元模型对宽薄腹工形截面压弯构件平面内稳定分析的正确性。第二部分对楔形宽薄腹工形截面压弯构件进行参数分析。通过改变有限元模型中的翼缘宽厚比，腹板宽厚比，楔率，构件长细比，残余应力等参数，得出构件平面内稳定承载力的有限元结果，研究了几何参数以及残余应力对楔形宽薄腹工形截面压弯构件弹塑性稳定承载力的影响，并将有限元结果与《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102：2002)计算的结果进行比较。
乔磊[4]2006年在《变截面H型钢柱稳定性能的理论与试验研究》文中研究表明随着变截面门式刚架结构在我国日益广泛的应用,它的稳定性研究也越显重要。变截面门式刚架结构所采用的变截面H型构件,薄而开展,相关屈曲作用影响因素众多,稳定性能表现复杂。目前国内外的相关研究多集中在单调静力荷载作用范围内,国内尚无对大宽厚比变截面构件抗震性能的研究成果以指导门式刚架结构的抗震设计。因此对变截面H型钢柱进行单调静力荷载和循环荷载作用下的稳定性能研究富有学术意义,并具有较深远的工程应用价值。基于稳定理论和双重非线性有限元方法,以ANSYS软件为工作平台,本文首先采用Shell181板壳单元建立了变截面H型钢柱的有限元分析模型,该模型可以方便考虑初始缺陷和残余应力的影响。本文对单调静力荷载作用下的变截面H型钢柱进行了全过程的参数分析。根据计算获得的荷载位移曲线、弹性承载力、极限承载力、构件变形、塑性发展等,对比分析了压力和压弯联合作用下,腹板宽厚比、翼缘宽厚比、楔率、长细比等构件几何参数对其稳定性能的影响。根据数值分析结果,从弹塑性分析和有效宽度简化方法出发,对变截面H型钢柱平面内稳定承载力公式进行了修正,并绘出轴力弯矩相关曲线,供工程设计有参考。从弹性承载力、极限承载力出发,对等截面与变截面H型钢构件进行了对比研究,并以等承载力为原则,统计总结了变截面压弯构件在不同情况下的腹板宽厚比代表值,分析结果表明采用靠近腹板大头的宽厚比作为压弯楔形H型钢柱腹板宽厚比代表值较为适当。本文首次完成了7个变截面H型钢柱低周循环荷载作用下的试验研究。从破坏现象、滞回曲线、局部屈曲、耗能、骨架曲线、位移延性系数、极限承载力等角度,对比分析了轴力、腹板宽厚比、翼缘宽厚比、楔率、初始缺陷等因素对其稳定性能的影响;通过对试验试件破坏机理的分析,获得了对此类构件的工程设计富有意义的结论和建议。最后,本文讨论了循环荷载作用下变截面H型钢柱稳定性能。在优化选择楔率的基础上,从滞回曲线、局部屈曲等角度,对比分析了不同腹板宽厚比构件的循环稳定性能;在综合考虑稳定承载力和延性要求基础上,提出腹板宽厚比限值要求。
冉红东[5]2003年在《楔形压弯构件的局部屈曲及屈曲后强度》文中指出楔形门式刚架广泛地应用于工业与民用建筑中，《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102：98)中楔形腹板局部屈曲的计算公式来自矩形板，并且没有考虑翼缘的相关作用，因此，规程中的规定与构件的实际工作状况有一定的差异，且屈曲后强度的计算公式也是以局部屈曲系数为基础的，势必有其不合理性。本文对此内容进行了较为深入的研究，考虑了多个参数的影响，对各种应力比作用下的楔形腹板的屈曲及屈曲后强度进行了计算分析，得出了考虑翼缘相关作用的楔形腹板屈曲系数及有效宽度系数的计算公式，以期为规范的修订提供参考。
贾川[6]2008年在《薄腹工形变截面双向压弯构件的稳定性能分析》文中研究说明本文利用有限元程序ANSYS,考虑材料非线性,几何非线性,腹板局部屈曲与构件整体屈曲的相关作用,初始几何缺陷及残余应力,建立了能较好反映实际情况的薄腹工形变截面双向压弯构件的有限元模型。通过改变有限元模型中的腹板宽厚比,构件长细比,楔率,残余应力等参数,得出构件稳定极限承载力的有限元结果,研究了上述几何参数以及残余应力对薄腹工形变截面双向压弯构件弹塑性稳定承载力的影响。根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:2002),提出薄腹工形变截面双向压弯构件稳定极限承载力的两种简化计算方法,将两种简化方法的计算结果与有限元结果进行比较,表明两种简化方法大部分情况均是安全的,在个别情况下偏不安全。
李海平[7]2007年在《考虑腹板屈曲后强度压弯构件平面内稳定承载力研究》文中研究指明现行的《钢结构设计规范》(GB50017-2003)和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102：2002)中都采用有效宽度法来考虑腹板局部屈曲后强度对压弯构件稳定承载能力的影响，但两种有效宽度的计算方法有很大差别。钢结构设计规范中压弯构件有效截面的计算方法，没有区分腹板高厚比的变化，而且与截面应力大小无关，显然过于粗糙。门式刚架设计规程中的有效宽度方法考虑了多种参数的影响，相对更为严密细致。有研究发现用门规方法计算的承载力值比规范的结果更接近用动态松弛法和数值积分法得到的压弯构件稳定承载力极限值。但研究时没有考虑剪力的影响，这与某些实际构件的受力状况不符。而且用规范和门规计算时，将有效宽度法与各自的稳定公式相结合进行计算，没有采用统一的稳定计算公式，这样来比较两种有效宽度方法可能造成结果上的偏差。本文考虑以上研究的不足，取两端承受不等端弯矩的两端简支工字形截面压弯构件作为计算模型，统一采用钢结构设计规范中的稳定计算公式与两种有效宽度计算方法相结合进行计算。另外，通过变化腹板高厚比、翼缘宽厚比、构件长细比、荷载偏心距等参数，利用有限单元法对压弯构件进行平面内稳定承载力分析，将有限元结果与规范和门规有效宽度计算结果进行比较。研究表明规范中的有效宽度计算方法很大范围内偏于保守，而且当荷载偏心距越小时，越偏于安全，而门规中的方法较为合理。对于腹板高厚比较大的构件，变化腹板宽厚比对屈曲后强度的影响并不显着，因此可以适当放宽。翼缘宽厚比和构件长细比较大时，由于翼缘对腹板缺乏有效约束且构件主要发生整体屈曲模式，此时利用腹板屈曲后强度意义相对不大。因此，本文建议在腹板高厚比超限值，翼缘宽厚比和构件长细比又较小时，采用门式刚架设计规程中有效宽度方法来考虑工字形截面压弯构件腹板屈曲后强度，使设计更经济合理。
王海青[8]2011年在《双坡楔形偏压柱平面内稳定的直接强度法》文中研究指明考虑板件屈曲后强度的方法主要有有效宽度法和直接强度法。有效宽度法的缺点是,必须根据截面上的应力分布计算有效宽度的大小和分布,而应力的大小又依赖于有效宽度的分布,这往往是非常繁琐的。为了克服这一弊端,本文依据北美冷弯型钢规范(AISI2004)提出了楔形偏压柱平面内稳定承载力的直接强度法(DSM)公式。首先利用ANSYS程序,在弹塑性、大挠度范围内,建立考虑相关屈曲作用的双坡楔形偏压柱的有限元模型,并模拟实际情况,在模型中引入初始几何缺陷和残余应力,研究腹板高厚比、楔率、构件长细比、荷载偏心率及残余应力对其稳定承载力的影响。分析研究了荷载作用位置对单坡楔形偏压柱平面内稳定承载力的影响,并将计算结果与双坡楔形偏压柱平面内稳定承载力进行比较,结果表明在施加荷载P和M大小相同情况下,单坡楔形偏压柱斜边受压时的承载力要高于直边受压时的承载力,并且斜边受压时的承载力与双坡情况下的承载力比较接近。其次依据北美冷弯型钢规范(AISI2004)提出叁种楔形偏压柱平面内稳定承载力计算的直接强度法,并利用有限元结果对提出的直接强度法公式中的相关参数进行修正,最后将计算结果与有限元结果及《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的计算值加以比较,选出一个合理、经济的计算方法。
贾茜茜[9]2015年在《楔形工字钢梁腹板在局压和剪力联合作用下的弹性屈曲分析》文中指出随着门式刚架轻型房屋钢结构的日益发展,适用于轻型结构体系的变截面构件的应用也越来越多,随之带来了很多关于变截面构件的稳定问题。然而,关于楔形变截面构件的稳定理论研究和参考设计规范还非常少,所以本文运用等截面钢梁腹板的理论方法,对楔形工字钢梁腹板在局压应力和剪应力单一及联合作用下的弹性屈曲问题进行了相关研究,为楔形工字钢梁腹板在弯曲应力、剪应力和局压应力作用下复合作用下的弹性屈曲临界条件做准备。首先,本文介绍了楔形构件的研究现状,简述了板的分类以及板件稳定分析的方法,归纳了矩形腹板在不同应力下的主要研究成果。其次,本文用ABAQUS有限元模拟的方法研究了局压应力作用下楔形腹板的弹性屈曲问题。模拟了楔形板在不同局压宽度的局压应力作用下腹板的弹性屈曲情况,考虑了局压宽度系数、边界条件,腹板区隔长高比、楔率、高厚比等因素的影响,得到了大量的临界屈曲荷载和屈曲波形,挑选出了对临界屈曲系数影响较大的因素,分别拟合出了简支楔形板在局压荷载作用下的屈曲系数Kcrj和固支楔形板在局压荷载作用下的屈曲系数Kcrg的计算公式,并总结出了各个因素变化时临界荷载及弹性屈曲系数的变化规律及结论。根据拟合的不同边界下楔形板弹性屈曲系数公式,引入翼缘对腹板的影响参数β,用β来衡量翼缘对腹板的约束程度,验证了用参数β考虑翼缘对腹板影响的合理性,并拟合出考虑翼缘约束作用时,不同局压荷载作用下楔形工字钢梁腹板屈曲的弹性屈曲系数的计算公式。‘最后,根据本文研究的局压荷载单独作用的楔形板屈曲分析结论,结合前人对楔形腹板受纯剪作用下的屈曲分析的研究,在此基础上分析了局压和剪应力共同作用下考虑翼缘约束作用的楔形板的屈曲问题,验证了对普通工字钢梁腹板适用的屈曲应力临界条件在楔形工字钢梁腹板剪应力和局部荷载联合作用下并且考虑翼缘约束作用时是否适用,得到了适用于楔形工字钢梁腹板剪应力和局部荷载联合作用下的屈曲应力临界条件。
焦通[10]2007年在《变截面H型钢梁稳定性能的试验研究》文中研究说明轻型门式刚架结构是目前国内应用最为广泛的钢结构形式之一。为了充分发挥材料的性能,同时兼顾建筑美观与功能的要求,设计时一般将轻型门式刚架中的H型钢梁做成楔形(梁单段、双段或多段变截面)以适应梁内弯矩的变化,其腹板往往做得薄而开展。宽而薄的板件的屈曲表现复杂,而相关屈曲性能研究则是进行薄腹钢梁静动力性能评价以及静态与抗震设计的基础。目前,国内外针对变截面钢梁的相关研究多集中在单调静力荷载作用范围内,而钢梁滞回性能的研究则限于等截面构件。因此,针对变截面H型薄腹钢梁开展其在循环荷载作用下的屈曲性能研究十分必要,且具有较深远的工程意义。本文首先介绍了板的稳定分析的基本方法,并基于稳定理论和双重非线性有限元方法,以ANSYS软件为工作平台,采用Shell181板壳单元建立了变截面H型钢梁和直角梯形板的有限元分析模型,该模型可以方便考虑初始缺陷和残余应力的影响;对不同缺陷模式下的直角梯形板进行了数值分析。首次完成了7个变截面H型钢悬臂梁低周循环荷载作用下的试验研究。从破坏现象、滞回曲线、局部屈曲、耗能、骨架曲线、位移延性系数、极限承载力等角度,对比分析了腹板宽厚比、翼缘宽厚比、楔率、初始缺陷等因素对其稳定性能的影响。完成了对试验构件的数值模拟,并将试验结果与理论结果进行对比分析。证明了数值模拟结果在承载力和局部屈曲方面能够较好的吻合试验结果,验证了数值模型的正确性。最后,本文着重分析了在循环荷载作用下腹板宽厚比、翼缘宽厚比、梁构件长度以及构件楔率对变截面H型钢钢梁滞回性能和屈曲性能的影响。研究结果表明:随着腹板宽厚比和翼缘宽厚比的减小,滞回曲线更加饱满,而承载力增大,与试验所得结果相吻合;梁长度增加和楔率由大到小的变化过程中,存在界限值,在该值前后,构件的屈曲模式、滞回性能与应力分布均会发生突变。
参考文献：
[1]. 楔形变截面柱平面内稳定承载力研究[D]. 徐小波. 南昌大学. 2005
[2]. 楔形宽薄腹工形截面压弯构件平面外稳定分析[D]. 许俊. 西安建筑科技大学. 2007
[3]. 楔形宽薄腹工形截面压弯构件的平面内稳定性分析[D]. 赵强. 西安建筑科技大学. 2007
[4]. 变截面H型钢柱稳定性能的理论与试验研究[D]. 乔磊. 北京交通大学. 2006
[5]. 楔形压弯构件的局部屈曲及屈曲后强度[D]. 冉红东. 西安建筑科技大学. 2003
[6]. 薄腹工形变截面双向压弯构件的稳定性能分析[D]. 贾川. 西安建筑科技大学. 2008
[7]. 考虑腹板屈曲后强度压弯构件平面内稳定承载力研究[D]. 李海平. 西安建筑科技大学. 2007
[8]. 双坡楔形偏压柱平面内稳定的直接强度法[D]. 王海青. 西安建筑科技大学. 2011
[9]. 楔形工字钢梁腹板在局压和剪力联合作用下的弹性屈曲分析[D]. 贾茜茜. 西南石油大学. 2015
[10]. 变截面H型钢梁稳定性能的试验研究[D]. 焦通. 北京交通大学. 2007