基于位移变形理论的空间梁模型分析与研究

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1、分类号：单位代码：密级学号：硕士学位论文中文论文题目：基于位移变形理论的空间粱模型分析与研究英文论文题目：申请人姓名：周倩南指导教师：袁行飞教授专业名称：结构工程研究方向：空间结构所在学院：建筑工程学院论文提交日期年月基于位移变形理论的空间梁模型分析与研究论文作者签名：免指导教师签名：论文评阋人陈务军教授上海交通大学评阅人邓华教授浙江大学评阅人隐名评阅评阅人评阋人答辩委员会主席：罗尧治教授浙江大学委员袁行飞教授浙江大学委员肖南副教授浙江大学委员陈东教授级高工浙江省建筑设计研究院委员委员答辩日期：年月〗日浙江大学研宄生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学

2、位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：）签字日期：年月丨日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解淅江大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权淅江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段

3、保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：炫年月曰签字日期：从碑了月浙江大学硕士学位论文致谢致谢年月份我来到浙江大学攻读硕士学位，时间飞逝，现在已经到了尾声。回顾近三年的时光，觉得收获良多，需要感谢的人也很多。首先是我的导师袁行飞教授。在学术上，袁老师治学严谨，学识渊博又平易近人，每每遇到困难气馁的时候，袁老师的指导和鼓励都让我豁然开朗、重拾信心。而生活中的袁老师和蔼可亲，经常会主动询问我的生活情况，让我感到在异乡求学的温暖，并且在找工作的困难阶段，袁老师也给我提供了许多帮助，让我没有后顾之忧。故值此

4、成文之际，本人要对袁老师在学术上的指导，生活上的帮助和关心再次表示感谢，也衷心祝愿袁老师学术再创新高，家庭幸福美满。其次还要特别感谢同济大学钱若军教授在论文理论和程序的设计上给予的巨大帮助和指导。钱老师虽然己经退休，但每次有问题向他请教时，他都会认真耐心地给予解答，让我十分感激。其知识的渊博和孜孜不倦的科研精神也让我深受鼓舞。此外也要衷心感谢空间结构研宄中心董石麟院士、，富林教授、罗尧治教授、高博青教授、赵阳教授、邓华教授、肖南副教授、苏亮副教授等老师对我的帮助。他们勤奋刻苦的钻研精神、深厚的理论功底和丰富的工程实践经验让我受益匪浅，是我学习的榜样。感

5、谢空间结构研宄中心方少文、陈冲、余俊伟、顾观东、李阿龙、李跃、张瑛、梁笑天、丁锐、蒋淑慧、谢恩献、林善炜等在学习和论文写作上给我的帮助和指导。感谢空间结构研宄中心的各位小伙伴和我的室友们，因为你们我的研宄生生活更加丰富多彩，愿大家无论是科研还是工作都顺顺利利，更上一层楼。此外，我还要特别感谢我的家人。因此有你们的支持和陪伴，让我在面临各种挑战和难关的时候充满力量。祝愿你们健康平安！最后，感谢评阅本文和出席论文答辩的各位老师、专家，感谢你们在百忙中给我的帮助和指导。作者：周倩南年月于浙江大学浙江大学硕士学位论文摘要摘要梁单元是结构分析中经常会用到的单元，

6、对其性能进行探索和改良是十分有价值的。现有梁理论包括：欧拉伯努利经典梁理论和梁理论。其中梁可以直接考虑剪切变形的影响，而经典梁需要对刚度引入一个影响系数来考虑剪切变形的影响。但是两者都不能给出剪切变形的大小，并且因为采用的均是一阶剪切变形理论，故不能直接求解切应力，需要根据材料力学公式另行计算。所以在商业软件中弹塑性分析时会忽略切应力的影响，对结果精度造成影响。基于这些原因，本文提出了一种新型的梁模型，它将竖向位移按剪切自由度和弯曲自由度分开考虑，釆用了一个简单的高阶剪切变形理论来考虑剪切变形的影响，并根据剪切位移的插值方式，将梁模型分为九自由度模型和

7、十二自由度模型。然后基于位移变形理论给出了其几何关系和物理关系，弹塑性阶段的增量本构关系，建立了空间梁单元的有限元分析模型，推导了用于拉压、弯曲、扭转、剪切组合效应下有限元线性、非线性分析的单元刚度矩阵。并根据最小势能原理推导了线弹性阶段、弹塑性阶段的有限元基本方程以及节点外荷载等效节点力表达式，给出了空间坐标转换公式。最后介绍了程序中用到的非线性算法，并采用进行编程，通过三个算例来验证该梁模型在剪切变形、弹塑性求解、空间结构计算方面的正确性及优势。关键词：位移变形理论；剪切变形；弹塑性分析；空间协调；耦合；切应力；浙江大学硕士学位论文，，，浙江大学硕

8、士学位论文浙江大学硕士学位论文目录目录纖觀目录第一章绪论概述考虑剪切变形影响的梁单元引入剪切影