简支工字形钢梁弯扭作用下整体稳定性研究

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1、学校代号10532学号S11011062分类号TU391密级公开硕士学位论文简支工字形钢梁弯扭作用下整体稳定性研究学位申请人姓名龚凯培养单位土木工程学院导师姓名及职称舒兴平教授学科专业结构工程研究方向钢结构基本理论及应用论文提交日期2014年9月23日万方数据学校代号：10532学号：S11011062密级：公开湖南大学硕士学位论文简支工字形钢梁弯扭作用下整体稳定性研究学位申请人姓名：龚凯导师姓名及职称：舒兴平教授培养单位：土木工程学院专业名称：结构工程论文提交日期：2014年9月23日论文答辩日期：2014年9月26日答辩委员会主席：沈蒲生教授

2、万方数据ResearchonoverallstabilityaboutthesimplysupportedI-sectionsteelbeamsundercombinedbendingandtorsionbyGONGKaiB.E.(HunanUniversity)2010AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversit

3、ySupervisorProfessorSHUXingpingSeptember,2014万方数据万方数据湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文原创性声明和学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门

4、或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□√。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I万方数据简支工字形钢梁弯扭作用下整体稳定性研究摘要工字形钢梁由于自身良好的结构特点和受力性能而在现代结构工程中得到广泛应用。由于材料的轻质高强特性，工字形钢梁的极限承载力主要由稳定控制。对开口薄壁构件的稳定问题，国内

5、外已进行了大量研究，并取得的丰硕的成果，然而对于弯扭共同作用下稳定问题却研究较少，同时对弯扭共同作用下的钢结构，我国现行《钢结构设计规范》（GB50017-2003）中也没有相关的设计验算公式，因此有必要对这一问题进行深入的研究和探讨。本文对简支工字钢梁在弯扭共同作用下的整体稳定问题进行了理论分析。本文首先介绍了运用平衡法列出的平衡微分方程和运用能量法列出的总势能方程，并指出这些稳定承载力方程都不能求解出解析解，因此在对简支工字形钢梁整体稳定性进行研究和分析时需要采用数值分析的方法。接着，本文阐述了运用有限元方法对简支工字形钢梁弯扭作用整体稳定进

6、行分析的基本概念和通过有限元方法对弯扭共同作用下简支工字形钢梁整体稳定承载力进行计算的方法和步骤。最后本文给出了弯扭作用下简支工字形钢梁整体稳定承载力极限状态判别准则，对如何运用有限元分析结果判断整体稳定状态和求其整体稳定极限承载力进行了说明。本文运用有限元软件ANSYS对弯扭共同作用下的简支工字形钢梁进行了非线性屈曲分析。分析时考虑了跨度变化、偏心距变化、腹板高度变化和翼缘宽度变化等因素的影响，得到了钢梁在弯扭共同作用下，考虑不同参数影响时的整体稳定极限荷载值。总结了工字形钢梁荷载变形特性曲线随这些因素变化的规律。根据分析结果，对所计算分析的各

7、种工字形梁模型的弯扭相关曲线进行了对比分析。在综合考虑了以上分析结果的基础上，参考Trahair公式的形式，利用数据分析软件ORIGIN对假定的拟合方程进行拟合分析，得到拟合公式各系数α、β和γ的经验计算公式，从而得出弯扭共同作用下简支工字形钢梁整体稳定承载力公式。最后与ANSYS结果进行了对比分析，验证了该公式的合理性。关键词：整体稳定；弯扭作用；有限元分析；回归分析II万方数据硕士学位论文AbstractBecauseofitsgoodfeaturesofstructureandmechanicalproperties,I-sectionst

8、eelbeamiswidelyusedinthemodernarchitecturalengineering.Beingofhighst