【摘要】：預(yù)彎組合梁從1949年在比利時誕生以來,至今已有整整70年的歷史,鑒于該組合結(jié)構(gòu)具有建筑高度小,截面剛度大,抗彎承載能力強(qiáng),施工吊裝重量輕等優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于日本、美國、西歐等國家的高層建筑、車站、橋梁等工程結(jié)構(gòu)中。但與其他梁結(jié)構(gòu)的高跨比相比,通常情況下預(yù)彎組合梁的高跨比較小,故細(xì)長的預(yù)彎工字形鋼梁在較大的預(yù)彎力的作用下,極其容易發(fā)生鋼梁的整體側(cè)傾失穩(wěn)。因此,對預(yù)彎梁預(yù)加載過程如何避免鋼梁的整體側(cè)傾失穩(wěn)成了整個施工過程的關(guān)鍵問題之一。本文以預(yù)彎梁預(yù)加載過程側(cè)向的支撐布置為研究背景,對三分點或四分點加載的簡支工字形鋼梁主要進(jìn)行以下幾個方面的研究:基于彈性穩(wěn)定基本理論,本文從工字形鋼梁在橫向荷載作用下易發(fā)生側(cè)向的彎扭失穩(wěn)的原因出發(fā)進(jìn)行分析,簡要介紹了常用的鋼梁整體穩(wěn)定計算方法,并歸納了簡支工字形鋼梁在純彎矩、均布荷載以及跨中集中力荷載作用下的臨界彎矩表達(dá)式,總結(jié)推導(dǎo)過程的計算思路,進(jìn)而推導(dǎo)了m分點加載無支撐和帶側(cè)扭支撐工字形鋼梁臨界彎矩表達(dá)式,通過合理修正給出雙軸對稱工字形鋼梁的峰值臨界彎矩公式以及理想臨界側(cè)扭支撐剛度公式�；诖笮屯ㄓ密浖嗀BAQUS有限元建模分析工具,對不同計算跨徑及截面的雙軸對稱工字形鋼梁進(jìn)行彈性特征值屈曲分析,得到不同側(cè)扭支撐剛度下的臨界彎矩值,通過將這些散點繪制成曲線圖并與理論計算曲線對比分析,一方面主要來驗證理論公式的適用性,另一方面也得出隨著側(cè)扭支撐個數(shù)的變化,鋼梁的臨界荷載及理想側(cè)扭支撐剛度的變化規(guī)律�；诶碚撆c有限元計算結(jié)果對比分析所得結(jié)論,將本文理論推導(dǎo)的峰值臨界彎矩公式用于指導(dǎo)預(yù)彎梁預(yù)加載施工流程中的側(cè)向支撐的個數(shù)取值。將理想臨界側(cè)扭支撐剛度公式等價轉(zhuǎn)化成實際工程中預(yù)彎梁預(yù)加載施工流程中的側(cè)向支撐桿支頂力公式,該支頂力公式可用于設(shè)計支頂桿截面面積。
【圖文】：

圖 1.1 預(yù)彎梁組合梁示意圖圖 1.2 預(yù)彎梁組合梁支撐體系示意圖1.1 影響工字鋼梁整體穩(wěn)定的因素對于一根主剛度平面內(nèi)承受橫向荷載的簡支工字鋼梁來說，其之所以容易發(fā)生整體失穩(wěn)，是因為工字鋼梁側(cè)向弱軸剛度比較�。ㄟh(yuǎn)小于主平面內(nèi)_7軸剛度），并且在整個梁長范圍內(nèi)沒有提供足夠多的約束，在主平面內(nèi)達(dá)到一定大小荷載時，受壓翼緣發(fā)生相對較大的側(cè)向位移，同時牽制著腹板及受拉翼緣板發(fā)生側(cè)向位移，并伴隨著整個截面的扭轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致工字鋼梁整體發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)。因此，主要有以下幾點因素極大地影響鋼梁的整體穩(wěn)定性：（1）鋼梁兩端的支承條件。梁端的支承條件即反映了對梁端的約束程度的大小，也導(dǎo)致沿梁長方向的彎矩分布形式不一樣。比如固支梁比簡支梁的約束程度高，在跨中集中力作用下，固支梁的梁端產(chǎn)生負(fù)彎矩，而簡支梁除梁端彎矩為零外，沿梁長均為正彎矩。由鋼梁整體穩(wěn)定概念可知，鋼梁失穩(wěn)一般由受壓翼緣板的側(cè)向位移引起，所以支承條件不一的鋼梁整體穩(wěn)定性能也不一樣。（2）鋼梁的截面尺寸及未支撐的計算跨徑。對于工字鋼梁來說，其側(cè)向剛度遠(yuǎn)小于主平面內(nèi)剛度，因此增加截面尺寸能提高

因此，就如何設(shè)計預(yù)彎工字鋼梁施工過程中的側(cè)向支撐體系就成為必須解決的關(guān)鍵問題之一。圖 1.1 預(yù)彎梁組合梁示意圖圖 1.2 預(yù)彎梁組合梁支撐體系示意圖1.1 影響工字鋼梁整體穩(wěn)定的因素對于一根主剛度平面內(nèi)承受橫向荷載的簡支工字鋼梁來說，，其之所以容易發(fā)生整體失穩(wěn)，是因為工字鋼梁側(cè)向弱軸剛度比較小（遠(yuǎn)小于主平面內(nèi)_7軸剛度），并且在整個梁長范圍內(nèi)沒有提供足夠多的約束，在主平面內(nèi)達(dá)到一定大小荷載時，受壓翼緣發(fā)生相對較大的側(cè)向位移，同時牽制著腹板及受拉翼緣板發(fā)生側(cè)向位移，并伴隨著整個截面的扭轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致工字鋼梁整體發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)。因此，主要有以下幾點因素極大地影響鋼梁的整體穩(wěn)定性：（1）鋼梁兩端的支承條件。梁端的支承條件即反映了對梁端的約束程度的大小，也導(dǎo)致沿梁長方向的彎矩分布形式不一樣。比如固支梁比簡支梁的約束程度高，在跨中集中力作用下，固支梁的梁端產(chǎn)生負(fù)彎矩，而簡支梁除梁端彎矩為零外，沿梁長均為正彎矩。由鋼梁整體穩(wěn)定概念可知，鋼梁失穩(wěn)一般由受壓翼緣板的側(cè)向位移引起，所以支承條件不一的鋼梁整體穩(wěn)定性能也不一樣。（2）鋼梁的截面尺寸及未支撐的計算跨徑。對于工字鋼梁來說，其側(cè)向剛度遠(yuǎn)小于主平面內(nèi)剛度，因此增加截面尺寸能提高
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU398

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2646721