考虑剪切变形工字型短深钢梁力学性能分析

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1、上海交通大学硕士学位论文考虑剪切变形的工字型短深钢梁力学性能分析（国家自然科学基金项目编号：51278296）硕士研究生：闵鹏学号：1100109132导师：赵金城教授申请学位：工学硕士学科：结构工程所在单位：船舶海洋与建筑工程学院答辩日期：2013年2月授予学位单位：上海交通大学万方数据ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterAnalysisofMechanicalBehaviorforI-SectionShortDe

2、epSteelBeamConsideringtheEffectsofShearDeformations（SupportedbytheNationalNaturalScienceFoundation,NO.51278296）Candidate：MinPengStudentID:1100109132Supervisor：Prof.ZhaoJinchengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：StructuralEngineeringSchoolofNa

3、valArchitecture,Affiliation：OceanandCivilEngineeringDateofDefence：Feb,2013Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity万方数据上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。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

4、式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日万方数据上海交通大学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。本人授权上海交通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。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：

5、年月日万方数据上海交通大学硕士学位论文考虑剪切变形的工字型短深钢梁力学性能分析摘要短深梁由于其跨高比较小，剪切变形对构件受力性能的影响变得不可忽略。传统的欧拉伯努利梁理论由于忽略截面剪切变形的影响，计算过程中会引起较大的误差，使结构设计偏于不安全。而且随着构件跨高比的减小，原来经典梁理论所做出的平截面假定也开始跟实际情况不相符合，平截面假定在短深钢梁的计算分析和设计过程中是否依旧能够运用有待进一步研究和论证。由于这类小跨高比短深梁构件通常用于大型钢结构建筑中，一旦构件发生破坏将可能引起结构整体的破坏和倒塌，造成严重人员

6、伤亡、导致巨大财产损失。因此，进行短深钢梁力学性能的分析和研究并考虑剪切变形的影响具有十分重要的理论意义和工程实际价值。本文以工字型截面短深钢梁为研究对象，研究工作主要包括：在查阅国内外相关文献的基础上，对梁理论的发展历史进行了简要的回顾和介绍，阐述了Euler-Bernoulli梁理论、Timoshenko梁理论、高阶剪切变形梁理论以及几何精确梁理论的表述形式，简述了国内外短深梁的研究现状和亟待解决的问题，并提出了本文的主要研究内容。运用ANSYS软件对工字型短深钢梁建立了有限元计算模型，通过数值模拟，分别得到了不同

7、梁理论下多种跨高比和截面尺寸的短深钢梁变形和应力的计算结果，讨论了传统梁理论以及平截面假定的适用性，并通过对工字型短深钢梁进行参数分析，分析不同参数对构件变形和应力的影响；并基于有限元计算分析结果，得出更合理的工字型短深钢梁挠度的计算方法。同时，对短深钢梁最大应力随构件跨高比和截面尺寸的变化规律进行了探讨，推导了均布荷载作用下工字型截面短深钢梁正应力计算公式，并分析了剪切变形引起的附加应力。I万方数据上海交通大学硕士学位论文另外运用钢梁整体稳定理论得到了均布荷载下不考虑截面剪切变形的简支钢梁极限荷载的计算公式。最后通过

8、运用计算公式求得的理论解与用ANSYS软件进行数值计算所得的有限元解进行比较,分析了剪切变形对短深钢梁整体稳定的影响。最后，总结了本文的主要研究成果，对今后关于短深钢梁的研究进行了展望。关键词：剪切变形，工型梁，短深钢梁，力学性能，有限元分析II万方数据上海交通大学硕士学位论文AnalysisofMechanicalBehavio