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钢箱梁在弯矩和扭矩联合作用下受力性能研究
| 论文题名： | 钢箱梁在弯矩和扭矩联合作用下受力性能研究 |
| 关键词： | 钢箱梁;弯矩;有限元分析;强度极限承载力;扭矩 |
| 摘要： | 箱形截面梁由于较其它形式截面具有较好的两个主轴方向抗弯刚度和抗扭刚度,随着钢结构的不断发展,箱形构件制作工艺的完善和日趋成熟,箱形截面构件的应用越来越广,尤其是在多高层建筑中。 本文主要采用有限元分析方法,研究了双轴对称箱形截面钢梁在弯矩和扭矩联合作用下的弹塑性荷载位移特性、强度极限承载力和刚度。本文的分析中考虑了由材料屈服所引起的材料非线性以及由大变形所引起的几何非线性的影响,对箱形截面钢梁在无侧向支撑时在弯矩和扭矩联合作用下的弹塑性荷载位移特性进行了分析,并和有跨中侧向支撑时梁的荷载位移特性进行了对比分析,说明了箱形截面钢梁具有较好的整体稳定性。研究还发现,在弯矩和扭矩联合作用下,由于弯曲和扭转变形所产生的几何非线性使梁跨中转角增大,并会降低扭转刚度。本文在考虑这种增大影响的基础上,提出了梁由于受到弯矩和扭矩联合作用而得到放大的跨中点截面处的二阶转角公式。 本文对箱形截面钢梁在弯矩和扭矩联合作用下的弯扭相关性进行了探讨,并考虑了构件跨度、截面高宽比、高厚比及宽厚比等各因素的影响,在经过大量模型分析计算后,提出了一套基于ANSYS分析平台的对箱形截面钢梁在弯矩和扭矩联合作用下的弹塑性承载力进行分析的流程和方法,得出了箱形截面钢梁在弯矩和扭矩作用下的强度极限承载力计算公式。并指出圆曲线交互方程对本文所研究的箱形截面钢梁而言,有其局限性。 最后,本文对兼承扭矩的箱形截面钢梁的刚度进行了探讨和研究,得出了在刚度控制条件下弯曲和扭转联合作用时梁的承载力计算公式。该公式是对弹性状态下梁受跨中集中荷载时的挠度计算公式进行修订,考虑了受弯构件同时受扭的影响,把扭矩转化成相应的弯矩来计算跨中的挠度值。 本文对箱形截面钢梁在弯矩和扭矩联合作用下的受力性能进行了研究,所得计算公式供规范修订和工程设计参考。 |
| 作者： | 徐国际 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 舒兴平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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