發(fā)布時(shí)間：2020-11-15 23:51

　　 局部屈曲是鋼管構(gòu)件在設(shè)計(jì)中需要避免或利用的變形性能�，F(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)式。規(guī)范對(duì)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(jì)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。“連續(xù)強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法”是一種基于截面變形并能有效利用鋼材應(yīng)變強(qiáng)化的構(gòu)件設(shè)計(jì)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(qiáng)鋼構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)中有較為完善的理論。但其對(duì)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(yàn)結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了考慮初始幾何缺陷和材料非線性的建模方法對(duì)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(kuò)大化參數(shù)模型,研究截面薄柔程度、鋼材強(qiáng)度等級(jí)、截面高寬比和偏心壓力作用線角度對(duì)冷彎薄壁方矩形鋼管構(gòu)件的局部屈曲性能的影響�；�于有限元結(jié)果,引入等效應(yīng)變的概念,將“連續(xù)強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(jì)中,提出考慮截面薄柔程度、高寬比和偏心夾角的“連續(xù)強(qiáng)度法”建議式。并將中國(guó)、歐洲、北美鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)用于算例,分析了各國(guó)規(guī)范和連續(xù)強(qiáng)度法設(shè)計(jì)式對(duì)冷彎薄壁方矩形截面局部屈曲承載力計(jì)算的適用性。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU392.3
【部分圖文】：

能優(yōu)勢(shì):（1）采用雙軸對(duì)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(diǎn)；（2）相比于類似規(guī)格的開(kāi)口構(gòu)件，鋼管構(gòu)件暴露于外部環(huán)境的面積較小，且沒(méi)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(jì)；（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(wèn)題的新興設(shè)計(jì)趨勢(shì)，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(guò)程中的兩組內(nèi)力的平衡方程；兩別是由單位長(zhǎng)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(jiǎn)化略去剪力 Qi，如式（22202222222222 yNxyNxNyMxyMxMxxyyxyyx （通過(guò)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)化為式（2.3）22012(1)2012(1)244224442322442244423 xyPvxxyyEtxPvxxyyEtxyx 純彎軸壓邊簡(jiǎn)支的板件，板的支承點(diǎn)可在板平面內(nèi)移動(dòng)，其屈曲情況如下
【參考文獻(xiàn)】

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1 員翔;趙果;段寶山;何繼偉;;不銹鋼方矩管壓彎構(gòu)件平面內(nèi)穩(wěn)定承載力理論研究[J];工業(yè)建筑;2015年03期

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1 李利亞;冷彎以及熱軋方、矩形管鋼構(gòu)件截面承載力性能研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2017年

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本文編號(hào)：2885362