蜂窝式压弯构件弯矩作用平面外承载力计算

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1、沈阳建筑大学硕士学位论文蜂窝式压弯构件弯矩作用平面外的承载力计算姓名：张丽申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：贾连光2006-02硕士研究生学位论文摘要Ⅰ摘要　蜂窝结构因其截面形式合理，抗弯刚度大，承载力高和经济效益显著而正在被人们所认识和应用。结合我国钢材贵，人工费用相对较低的国情，就更适于在钢结构设计中推广应用蜂窝形空腹构件。目前在我国，推广应用蜂窝梁的主要障碍是没有可以遵循的规范和标准，虽然科研人员在蜂窝梁构件的研究方面作了很多工作，但是尚不能满足工程实践的需要，特别是关于蜂窝式压弯构件弯矩作用平面外的承载力计算问题的研究还不多。　本文主要从理论分析和有限元分析对蜂

2、窝梁和蜂窝式压弯构件的弯矩作用平面外承载力计算进行了研究。运用ＡＮＳＹＳ通用有限元程序中的ｓｈｅｌｌ１１８１单元计算实腹梁及实腹压弯构件的临界承载力，通过大量数据验证所选单元的正确性，为后面蜂窝梁及蜂窝式压弯构件的有限元分析奠定了良好的基础。计算了蜂窝梁纯弯状态下的弹性弯扭屈曲临界弯矩，并将所得结果与原型钢梁进行比较；分析扩张比对蜂窝梁的弹性弯扭屈曲临界荷载的影响，最后给出适合理想状态下纯弯蜂窝梁的弹性弯扭屈曲临界弯矩的计算公式及其整体稳定计算公式。在实腹式偏压构件弹性弯扭屈曲临界荷载分析的基础上，用特征值法对两种不同偏心率、扩张比分别为１．３、１．４、１．５、１．６和１．７的蜂窝

3、压弯构件进行计算，并与原型钢弹性弯扭屈曲临界荷载进行比较。分析不同扩张比以及不同孔形对蜂窝压弯构件弹性弯扭屈曲临界荷载的影响，通过大量的数据分析对比，对蜂窝式偏压构件的弹性弯扭屈曲荷载计算方法给出建议公式。最后，对蜂窝式压弯构件弯矩作用平面外的稳定计算进行研究，给出蜂窝式压弯构件弯矩作用平面外稳定性计算的方法。　　关键词：蜂窝梁；弹性弯扭屈曲临界荷载；压弯构件；扩张比；孔形；有限元法；特征屈曲值法　　　　　　　　　　　Ⅱ摘要硕士研究生学位论文Ａｂｓｔｒａｃｔ　Castellatedstructureisbeingknownandappliedbypeople,becauseit

4、ssectionisreasonable,bending-rigidityofsectionisgreat,carryingcapacityishighandeconomicbenefitisprominent.Accordingtothesituationofourcountrythatsteelisexpensiveandlabourcostiscorrespondinglylower,castellatedhollowmembersisfitforgeneralizingandapplyingforsteeldesign.Butnowinourcountry,theprima

5、ryholdbackisalackofcodeandstandard,especiallytheresearchisfewaboutthecalculationoutofplanewhichmomentisappliedonofbearingcapacityofcastellatedbeam-column.Thecalculationaboutoutofplanebearingcapacityofcastellatedbeamandcastellatedbeam-columnisresearchedintheoreticalanalysisandfiniteelementanaly

6、sisinthistext.Byusingshell181element，outofplanewhichmomentisappliedoncriticalcarryingcapacityofsolidbeamandbeam-columniscalculated,itscorrectnessisvalidated,andthebaseisestablishedwellforfiniteelementanalysisofcastellatedbeamandcastellatedbeam-column.Elastictorsional-flexuralcriticalbendingofc

7、astellatedbeamiscalculated,theresultiscomparedwithinitialsteel,thentheeffectofexpandingratioisanalyzedfortheresult,inthelast,theformulaaboutthecalculationofelastictorsional-flexuralcriticalbendingofcastellatedbeamandoverallstabilityform