铝合金结构构件理论和试验研究

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1、申请同济大学工学博士学位论文铝合金结构构件理论和试验研究培养单位：土木工程学院一级学科：土木王程二级学科：结构工程研究生：郭小农指导教师：沈祖炎教授二oo六年十二月摘要本文以《铝合金格构结构成套技术研究与开发》课题为依托，在总结前人已有成果的基础上，对国产结构用铝合金的材料特性和铝合金结构构件(包括轴心受压构件、受弯构件和压弯构件)的设计方法进行了系统的理论和试验研究。本文的研究思路可以用图1来表示，即以经典弹性理论、大规模数值计算和大量试验数据为基础，得出各类铝合金结构构件的计算公式；并在此基础上进行可靠度分析，确定抗力分项系数，以建立起完整的铝合金结构计算

2、体系。建立铝合金结构的试验数据库是本文的主要构想之一，完善的试验数据库是研究铝合金结构的坚实基础。因此本文进行了大量试验，包括42个材料拉伸试验、118个构件试验和106个连接试验(这部分内容本文尚未作分析)，合计有266个试验；同时。通过参考大量文献，本文总结了前人的试验结果；最后在此基础上初步建立了国产铝合金结构的试验数据库。由于试验数据有限，大规模的数值分析也是必不可少的研究手段之一．本文进行了大量的数值计算，得到了252条轴心受压构件的伊一页曲线、960条受弯构件的Cb一五曲线、1920条压弯构件弯曲失稳相关曲线和576条压弯构件弯扭失稳相关曲线。参照

3、经典弹性理论，以试验数据库和数值计算结果为基础，本文拟合出了轴心受压构件、受弯构件和压弯构件(包括弯曲失稳和弯扭失稳)的整体稳定计算公式，并对铝合金结构构件进行了可靠度分析。最后，本文建议了铝合金材料的抗力分项系数和强度设计值，得出了一套完整的铝合金结构构件的实用计算公式．关键词：国产结构用铝合金；试验数据库；本构关系；轴压构件；受弯构件；偏压构件；可靠度分析；抗力分项系数婴强一。一8—8—8—8一。一一一B一8一匾匝AbstractSupportedbytheprojectof“systematicresearch仰thereticulatedaluminu

4、malloystructures'’andbasedOilthefornlerresearchfluit,thematedalpropertiesofhome-madedaluminumalloyandthedesignmethodofaluminumalloystmctIl∞mrs(includingcolumns．beamsandbe㈣lumns)aresystemicallyresearchedinthispaper．TheresearchmethodcanbeillUstratedwithfig．1．i．e。calculationformulusofa

5、luminumalloystructuremembersaredeductedonthebaseoftheclassicalelastictheory,massnumericalanalysisandadequateexperimentaltIata．Andthengroundedontheaforementionedwork,refiabilityanalysisisconductedandthepartialsafetyfactorsforresistancesaredeterminedandthUSthealuminunlalloystructureca

6、lculationalsystemcanbeestablished．臣画画画固8匝匠匦亟固0nekeyideaofthispaperistoestablishaperfectexperimentaldatabaseofaluminumalloystructuremembers，whichistheimportantbaseoftheresearchonaluminumalloystructureandtlIUSlarge-scaletestshavebeenconductedbytheauthor．11leconductedexperimentsinclude

7、d42alantinnnlalloymaterialtensiletest,118membersexperimentsand106connecttests．Besidesthis。theformerexperimentalresultsarealsosummedupbytheauthorinthispaper,andfurthermoreabasicdomesticexperimentaldatabaseofaluminumalloystructuremembersisestablished．Massnumericalanalysisarealsoconduc

8、tedandalargenumbero