实腹式斜腿刚架平面内整体稳定性能研究

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1、摘要一，竺巴二毕.二二二二二二二二二摘要随着钢产量的逐年增加，轻型钢结构在我国获得了前所未有的发展。门式刚架作为一种重要的轻型钢结构形式正在被广泛地应用着，柱子倾斜一定角度形成的斜腿刚架对结构的稳定性有有利的一面。梁与柱采用变截面形式可以大大节约钢材，变截面门式刚架的应用也越来越多。而刚架的稳定设计是刚架设计中需要考虑的一个主要因素，因此本文对实腹式等截面以及变截面斜腿刚架的整体稳定性进行了研究。本文首先介绍了轻型钢结构的发展概况、门式刚架整体稳定性研究状况以及刚架的稳定理论。在验证ANSYS有限元程序进行等截面斜腿刚架弹性整体稳定性研究可行性的基础上，利用其对不

2、同的倾斜角度a、不同的刚架高度H与跨度L之比H/L、不同的梁起拱坡度i和不同的截面形式的斜腿刚架进行了研究。得出斜腿刚架柱的计算长度系数及各种情况下的失稳模式。在验证ANSYS有限元程序进行变截面斜腿刚架弹性整体稳定性研究可行性的基础上，利用其对不同的倾斜角度a、不同的刚架高度H与跨度L之比HIL、不同的梁起拱坡度i和不同的刚架柱小头截面惯性矩Ia与大头截面惯性矩I,之比10/1,的斜腿刚架进行了研究。得出斜腿刚架柱的计算长度系数及各种情况下的失稳模式。利用ANSYS有限元程序对等截面斜腿刚架进行了弹塑性算例分析，分析表明当刚架横梁存在很大的轴力，进行整体稳定性验

3、算时，也应验算梁的稳定性。关键词等截面斜腿刚架;变截面斜腿刚架;整体稳定性;计算长度系数哈尔滨工业大学工学硕L学位论文AbstractWiththegradualincreaseofsteeloutput,lightweightsteelstructuresgetrapiddevelopmentinourcountry.Theportalrigidframeasanimportantformoflightweightsteelstructuresiswidelyused.Therigidframewithcolumnstillingsomedegreewillim

4、proveitsstability.Applicationofthetaperedrigidframeisgettingmoreandmorebecausetaperedbeamsandcolumnseconomizelotsofsteel.StabilityDesignisanimportantfactorfortheframedesign,sotheglobalstabilityoftherigidframewithuniformortaperedtiltedcolumnsisstudied.Developmentoflightweightsteelstruc

5、tures,researchsituationofglobalstabilityoftheportalrigidframeandthestabilitytheoryoftherigidframeareintroducedfirstly.BasedonthefeasibilityverificationaboutusingthefiniteelementprogramofANSYStoanalysetheglobalelasticstabilityoftherigidframewithtiltedcolumns,tiltedcolumnrigidframes,whi

6、chhavediferenttilteddegreea，ratioofframeheightHtospanL,gradientiofbeamsandsections,arestudied.Finally,effectivelengthfactorsoftiltedcolumnsandbucklingmodesofframesareobtained.Furthermore,rigidframeswithtaperedtiltedcolumnswhichhavediferenta，ratioH/L,gradientiandratioofsmallerinertialm

7、omentIotobiggerinertialmomentI,ofcolumnarealsostudiedusingprogramofANSYS.Efectivelengthfactorsoftiltedcolumnsandbucklingmodesarealsoobtained.Resultsoftheelastic-plasticanalysisforexamplesoftherigidframewithtiltedcolumnsindicatethat,whenbeamshavebiggeraxialcompressionforces,thecalculat

8、ionof