薄板的曲后性能和梁腹板拉力场理论研究

作     者：康孝先 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：强士中

授予年度：2005年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：曲后性能 梁腹板 拉力场理论 嵌固系数 

摘      要：板的稳定是结构稳定的一个重要研究方向。简要综述了近代弹性稳定理论的发展,讨论了近代弹性稳定理论的异同点及其与试验结果的差异。采用理论分析、有限元计算和试验验证等方法对薄板的曲后性能和梁腹板的拉力场理论进行了较系统的研究,并讨论了非线性大挠度理论、材料的弹塑性对薄板曲后性能的影响和梁翼缘对腹板的嵌固效应。 对薄板的剪切曲后性能进行双三角级数解和数值分析,研究了简支板和铰支板在屈曲时以及曲后极限状态的力学性能。 通过拉力场理论的数值计算和经典梁腹板拉力场理论的对比分析,研究了实用梁腹板的屈曲和曲后性能,及其高厚比对剪切曲后破坏形式的影响。各种实用拉力场理论的差别在于应力分布模式、斜拉力带方向角和极限破坏模式上,它们各有其优缺点。对比研究表明Rockey的拉力场理论最有说服力。 梁翼缘对腹板的嵌固效应使梁腹板的屈曲和曲后性能介于简支薄板和铰支薄板之间。通过对嵌固系数与梁的构造特征之间的关系分析,得到了梁翼缘对腹板的嵌固系数方程。数值分析表明我国钢结构设计规范（GB50017-2003）规定实用受剪梁腹板的嵌固系数x取1.23,则结构的稳定性能储备可能减少16%以上。 本文的研究结论可为桥梁设计和其他钢结构的设计和规范的修订提供参考。