發(fā)布時間：2023-05-19 23:05

　　本文的主要研究對象“短深鋼梁”源于塔式鍋爐鋼架中懸吊鍋爐的焊接工字型截面大板梁,這類鋼梁跨度一般超過40米,截面高度可達8¹0米,跨高比僅在5左右,主要承受集中力作用,是一般工程結(jié)構(gòu)中較少出現(xiàn)的。結(jié)合該類鋼梁的體型與受力特征,本文將跨高比小于10且剪力比大于0.5的鋼梁構(gòu)件稱為“短深鋼梁”。對于鋼梁來說,更高的截面可以更有效地發(fā)揮材料性能,但也產(chǎn)生了新的問題。由于鋼梁承受彎矩和剪力的共同作用,且腹板高厚比較大,在設(shè)計中必須考慮局部穩(wěn)定性對鋼梁整體性能的影響。另外,短深鋼梁突破了傳統(tǒng)薄壁構(gòu)件截面尺寸遠小于構(gòu)件長度(跨高比大于10)的特點,剪切變形對其力學性能的影響十分顯著。本文針對這兩個關(guān)鍵問題,分別從試驗研究、理論分析和設(shè)計方法探討三個角度對短深鋼梁開展研究。具體工作如下:首先,對各國現(xiàn)行規(guī)范中的截面分類方法進行綜述,指出現(xiàn)有規(guī)范對板件相互作用及局部-整體相關(guān)作用考慮的不足,且存在剪力比小于0.5的適用范圍,無法有效應(yīng)用于短深鋼梁�；跇�(gòu)件延性概念的分類方法相對更加合理,但由于構(gòu)件延性本身計算復(fù)雜,不利于實際應(yīng)用。本文通過提出基于破壞模式的構(gòu)件分類方法,在彌補上述...

【文章頁數(shù)】：176 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號表
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 受彎構(gòu)件的分類設(shè)計方法概述
        1.2.1 受彎構(gòu)件的延性
        1.2.2 基于延性的分類設(shè)計研究
        1.2.3 各國規(guī)范分類設(shè)計方法對比和討論
        1.2.4 主要問題和研究現(xiàn)狀
    1.3 梁理論研究現(xiàn)狀概述
        1.3.1 經(jīng)典梁理論
        1.3.2 高階梁理論
        1.3.3 廣義梁理論
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 短深鋼梁試驗
    2.1 試驗?zāi)康?br>    2.2 試驗設(shè)計
        2.2.1 工況選取
        2.2.2 材性試驗
        2.2.3 試件設(shè)計
        2.2.4 加載與監(jiān)測
    2.3 試驗過程
        2.3.1 試驗記錄
        2.3.2 數(shù)據(jù)分析
    2.4 破壞模式歸納
        2.4.1 彈塑性整體失穩(wěn)破壞
        2.4.2 腹板局部失穩(wěn)破壞
    2.5 承載力分析
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于破壞模式的鋼梁分類設(shè)計
    3.1 受彎構(gòu)件的基本工況
        3.1.1 實際結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件工況
        3.1.2 基本工況分析
    3.2 鋼梁的破壞模式
        3.2.1 鋼梁試驗現(xiàn)象總結(jié)
        3.2.2 受壓翼緣承載力
        3.2.3 塑性區(qū)長度
    3.3 鋼梁的截面分類
        3.3.1 翼緣寬厚比限值
        3.3.2 腹板高厚比限值
        3.3.3 截面分類方法
    3.4 鋼梁的構(gòu)件分類
        3.4.1 非線性有限元屈曲分析
        3.4.2 模型驗證
        3.4.3 參數(shù)選取
        3.4.4 基于破壞模式的構(gòu)件分類
        3.4.5 基于承載力的構(gòu)件分類
        3.4.6 構(gòu)件分類建議
    3.5 基于塑性區(qū)法的構(gòu)件延性計算
        3.5.1 塑性區(qū)法原理
        3.5.2 相關(guān)屈曲作用
        3.5.3 短深大板梁試件延性計算校核
    3.6 構(gòu)件設(shè)計方法建議
    3.7 本章小結(jié)
第四章 考慮剪切變形的廣義梁理論及其應(yīng)用
    4.1 傳統(tǒng)廣義梁理論
        4.1.1 傳統(tǒng)廣義梁理論基本方程
        4.1.2 剪切變形的考慮
    4.2 雙軸對稱工字型截面GBT模態(tài)分解
        4.2.1 截面位移場
        4.2.2 自然變形模態(tài)空間基矢
        4.2.3 局部變形模態(tài)空間基矢
        4.2.4 模態(tài)正交化
        4.2.5 模態(tài)分解示例
    4.3 非線性GBT有限元方程
        4.3.1 插值函數(shù)
        4.3.2 平衡方程弱形式
    4.4 有限元算例分析
        4.4.1 有限元模型建立
        4.4.2 模型驗證及應(yīng)用示例
        4.4.3 短深鋼梁試驗?zāi)M分析
        4.4.4 模態(tài)參與度算例分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 疊合梁試驗與設(shè)計方法研究
    5.1 疊合梁工程背景與研究意義
    5.2 疊合梁對比試驗
        5.2.1 試驗設(shè)計
        5.2.2 加載過程及破壞模式
        5.2.3 承載力對比
    5.3 疊合梁內(nèi)力分析
        5.3.1 計算疊合梁內(nèi)力的力法方程
        5.3.2 簡化方法
        5.3.3 應(yīng)力分布及承載力計算
    5.4 結(jié)果對比
        5.4.1 內(nèi)力計算
        5.4.2 設(shè)計方法校核
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
    6.1 本文主要工作
    6.2 問題及展望
參考文獻
攻讀博士學位期間已發(fā)表或錄用的論文
攻讀博士學位期間參與的科研項目
致謝



本文編號：3820053