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钢结构 2017年第7期32卷 12-14,20页

作者：何斌田兴运付国张博西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

为研究倾斜柱框架的轴力所产生的水平分力对荷载的抵消作用及对框架侧移减少的影响,进行了倾斜柱框架的一阶弹性屈曲分析。通过对倾斜框架柱和规则框架柱的内力计算,推导了不同倾斜角度的框架顶点相对侧移和临界荷载,给出了倾斜柱框架... 详细信息

为研究倾斜柱框架的轴力所产生的水平分力对荷载的抵消作用及对框架侧移减少的影响,进行了倾斜柱框架的一阶弹性屈曲分析。通过对倾斜框架柱和规则框架柱的内力计算,推导了不同倾斜角度的框架顶点相对侧移和临界荷载,给出了倾斜柱框架柱的转角位移方程,用转角位移法对多层多跨倾斜柱框架无侧移和有侧移时的稳定性进行了分析;结果表明,柱倾斜极大地改变了结构的受力状态,使内力降低;框架柱的倾斜角度变大时,结构的顶点相对侧移迅速减小,而临界荷载亦明显增大。

关键词：倾斜柱框架弹性屈曲转角位移法

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弧形钢闸门主框架的稳定性分析

弧形钢闸门主框架的稳定性分析

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作者：余卫华西北农林科技大学

学位级别：硕士

弧形钢闸门主框架是特定约束条件下的钢框架,钢框架稳定性的研究是钢结构研究领域中一个主要课题,尤其对现实具体工况下钢框架结构稳定性的研究有待进一步完善。现行SL74—95《水利水电工程钢闸门设计规范》中弧形钢闸门主框架的稳定性... 详细信息

弧形钢闸门主框架是特定约束条件下的钢框架,钢框架稳定性的研究是钢结构研究领域中一个主要课题,尤其对现实具体工况下钢框架结构稳定性的研究有待进一步完善。现行SL74—95《水利水电工程钢闸门设计规范》中弧形钢闸门主框架的稳定性是以计算长度系数法为基础的,虽给出了弧形钢闸门主框架柱计算长度系数的推荐数值范围,并在规范编制说明中给出了基于弧形钢闸门框架支臂弹性屈曲分析的精确解析计算公式及图表,但公式为超越方程,求解很不方便,推荐的数值范围较大,设计中难以把握。本文根据转角位移法基本原理,提出了直接求解钢框架及弧形钢闸门主框架柱的计算长度系数的计算方法,并考虑非对称荷载、柱端弯矩及剪力等因素对计算长度系数的影响,对框架柱的计算长度系数计算公式进行修正;根据弹性稳定理论,给出了弧形钢闸门横向框架和纵向框架的稳定方程;根据结构二阶分析理论,提出了弧门纵向框架稳定性的二阶分析方法。论文的主要研究工作与成果如下: 1.利用转角位移法分析研究平面钢框架的弹性稳定性问题,建立了弧形钢闸门主框架柱屈曲的弹性稳定方程及特征值方程。 2.根据平面刚架稳定性分析的特征值方程(通式),考虑弧形钢闸门主框架柱的柱端约束的特殊情况,得到弧形钢闸门主框架柱的计算长度系数方程。推导出任意抗侧刚度及柱端约束条件下柱稳定平衡方程及特征值方程,其中弧门主框架主横梁式梯形框架的临界荷载比较现行规范推荐的有限元法简单方便、结果精确及物理概念明确等优点。 3.根据现行SL74—95《水利水电工程钢闸门设计规范》对弧形钢闸门主框架构造的要求及GB50017—2003《钢结构设计规范》的规定,提出弧形钢闸门主横梁门式框架的屈曲模态为弱支撑框架有限侧移反对称屈曲模型,利用转角位移法,得到了考虑支撑刚度作用的框架柱计算长度系数的近似计算方法。本文得到的计算公式有较好的精度,可供工程实际应用。 4.根据结构二阶分析理论,提出弧门纵向框架稳定的二阶分析法。

关键词：钢框架弧形钢闸门计算长度系数转角位移法支撑刚度

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无侧移钢框架梁的整体稳定性研究

无侧移钢框架梁的整体稳定性研究

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作者：张远哲湖南大学

学位级别：硕士

钢梁的整体稳定是钢结构设计中十分重要的内容。当无法提供可靠的侧向支撑时，钢框架梁容易发生平面外弯扭屈曲。我国现行钢结构设计规范对受弯构件的整体稳定承载力计算仅限于两端简支梁，荷载形式限于端弯矩、均布荷载、集中荷载单独... 详细信息

钢梁的整体稳定是钢结构设计中十分重要的内容。当无法提供可靠的侧向支撑时，钢框架梁容易发生平面外弯扭屈曲。我国现行钢结构设计规范对受弯构件的整体稳定承载力计算仅限于两端简支梁，荷载形式限于端弯矩、均布荷载、集中荷载单独作用。钢框架梁端部边界条件复杂，且梁跨度范围内弯矩有正有负，导致钢框架梁的整体稳定计算与简支梁有很大不同，而规范对此并没有明确的规定。由于钢框架梁端部边界条件复杂，本文提出如下模型：梁端绕强轴弯曲受相邻梁柱的平面内约束，通过梁端加端弯矩的形式模拟其约束程度;梁端侧向弯曲、扭转和翘曲均为固定。本文选取合适的无侧移刚接框架的子结构，采用转角位移法推导出钢框架梁考虑相邻杆件平面内约束的内力计算公式。基于梁的内力计算公式，本文采用能量法，对双轴对称工字型截面钢框架梁的整体稳定进行理论分析，列出总势能方程。针对均布荷载和跨中集中荷载两种荷载情况，用瑞利-里兹法推导出钢框架梁的弹性临界弯矩公式。本文利用推导出的临界弯矩理论公式，分析框架柱轴压力、框架梁截面扭转刚度参数、相邻梁柱线刚度对横向荷载作用下钢框架梁弹性弯扭屈曲的影响，并将理论计算结果与Trahair通过数值方法得到的临界弯矩数据进行对比。结果表明本文推导出的理论公式与Trahair的数据吻合良好，具有一定的适用性。利用统计分析软件SPSS分别对均布荷载和跨中集中荷载作用在上翼缘这两种情况下的等效弯矩系数进行回归分析，拟合得到等效弯矩系数的简化公式，从而得到横向荷载作用下钢框架梁的整体稳定计算公式。利用Trahair的数据对拟合公式进行验证，为规范和工程应用提供参考。

关键词：无侧移钢框架梁整体稳定转角位移法等效弯矩系数回归分析

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门式钢管模板支架受力性能研究

门式钢管模板支架受力性能研究

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作者：陈建中南大学

学位级别：硕士

门式钢管模板支架是一种新型的模板支架形式,具有拆装简单、承载性能好、施工速度快、耐用、经济效益好、使用安全可靠等特点。因此,对门式钢管模板支架的受力性能开展科学研究,具有重要的理论价值和实际意义。本文在试验的基础上研究... 详细信息

门式钢管模板支架是一种新型的模板支架形式,具有拆装简单、承载性能好、施工速度快、耐用、经济效益好、使用安全可靠等特点。因此,对门式钢管模板支架的受力性能开展科学研究,具有重要的理论价值和实际意义。本文在试验的基础上研究了门式钢管模板支架的破坏模态和受力性能：1)在实验室完成了11个试验。对比分析了不同的搭设高度、平面尺寸,不同的剪刀撑布置、交叉支撑的设置与否对模板支架极限承载力和失稳模态的影响。2)从力学理论的角度计算门式钢管模板支架的稳定承载力。使用结构力学中的转角位移法组建关于未知位移的方程组,判定临界条件,进而解算计算长度系数μ。最后利用欧拉公式计算模板支架的理论承载力。3)利用有限元软件ANSYS,模拟试验情况建立有限元模型。计算得出了11个不同试验的失稳模态及相应的极限承载力、荷载与门架顶部的竖向位移的关系曲线、达到极限荷载时的应力应变水平。将上述三个方面的结果加以比较,得出了一些实用的结论。

关键词：门式钢管模板支架试验研究半刚性节点转角位移法有限单元法

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