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《同济大学》 2007年
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考虑局部稳定的铝合金构件及板件的承载力研究

董震  
【摘要】:作为一种新型建筑结构材料,铝合金具有重量轻、耐腐蚀、易于维护、施工方便等优点,能够适应现代工程结构向大跨和轻质方向发展以及承受恶劣条件的需要。国内对铝合金结构的研究已经开始,相关规范的制订也正在进行,这些工作将极大地促进铝合金结构在中国的推广应用。 本文依托国家建设部《铝合金结构设计规范》编制项目和山东省建设厅《钢结构建筑节能体系及铝镁锰合金墙板技术研究》科研项目,对易于发生局部屈曲的薄壁铝合金轴压构件、铝合金工字形组合板件及铝合金面板的稳定承载力进行研究。 本文对薄壁铝合金轴压构件、铝合金工字形组合板件进行理论分析,在国外试验研究的基础上确定正确的有限元分析模型,在参数分析的基础上提出一系列可供指导设计的实用计算公式。此外,本文系统地提出了铝合金面板的设计方法及计算公式,并依托试验研究验证了各项铝合金面板设计公式的准确性。以下是本文工作的主要研究成果: 1)将直接强度法应用于薄壁铝合金轴压构件的稳定承载力计算,解决目前有效截面理论求解薄壁铝合金构件的某些缺陷。 2)利用国外试验数据建立正确的有限元模型,对薄壁铝合金轴压构件进行非线性有限元分析,为后续的参数分析提供可靠的数值结果。 3)建议基于直接强度法的薄壁铝合金轴压构件承载力计算公式,并与有限元计算结果、国外试验数据及欧洲规范计算结果进行数值比对,验证公式的正确性。 4)对目前工字形组合板件抗剪承载力的各种计算方法进行分析,针对铝合金材料弹性模量低,易发生局部剪切屈曲的力学特性建议合适的计算方法。 5)利用国外试验数据建立正确的有限元模型,对铝合金工字形组合板件进行非线性有限元分析,并进行相应的参数分析。 6)给出考虑腹板剪切屈曲后强度和翼缘抗剪作用的铝合金工字形组合板件的抗剪承载力计算公式,并与国外相应试验结果、有限元计算结果及欧洲规范计算结果进行数值比对,验证公式的正确性。 7)对国内外常用的铝合金屋面、墙面系统及其特点进行了介绍。
【学位授予单位】:同济大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU395

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【引证文献】
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【参考文献】
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1 李文岭;帽形中间加劲肋的加劲性能研究[D];西安建筑科技大学;2003年
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【共引文献】
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6 谷志华;;混凝土柱钢梁结构体系——工业建筑应用中的探讨[A];土木建筑学术文库(第15卷)[C];2011年
7 沈祖炎;郭小农;陈扬骥;李明;;铝合金轴心压杆稳定性试验和稳定系数■的计算[A];第九届空间结构学术会议论文集[C];2000年
8 钮鹏;杨刚;金春福;宫本奇;;碳纤维增强的H型压弯钢柱弹塑性失稳分析[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009年
9 钮鹏;杨刚;金春福;;考虑初始缺陷的碳纤维增强压弯钢构件稳定问题[A];第21届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2012年
10 贺虎成;周霞;王洪西;张湘冀;;上海佘山森林剧场网壳结构稳定性研究与分析[A];建筑结构(2009·增刊)——第二届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2009年
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1 曹靖;碳纤维增强复合材料加固钢结构理论分析和实验研究[D];合肥工业大学;2011年
2 周明;非加劲与防屈曲钢板剪力墙结构设计方法研究[D];清华大学;2009年
3 罗洪光;冷弯薄壁斜卷边槽钢弹性畸变屈曲计算研究[D];武汉大学;2011年
4 高秋利;碗扣式钢管脚手架和支撑架受力性能试验与分析[D];天津大学;2011年
5 张志宏;大型索杆梁张拉空间结构体系的理论研究[D];浙江大学;2003年
6 高博青;大型环状悬臂型张弦梁挑蓬结构的性能研究[D];浙江大学;2004年
7 李东;纵向支撑框架稳定性分析及支撑设计要求[D];浙江大学;2005年
8 任涛;工字梁腹板在局部承压和剪力作用下的弹性屈曲及极限承载力[D];浙江大学;2005年
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10 李立峰;正交异性钢箱梁局部稳定分析理论及模型试验研究[D];湖南大学;2005年
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1 马飞飞;框架结构轻钢加层的地震反应分析研究[D];山东科技大学;2010年
2 孙大博;大跨径波形钢腹板桥屈曲分析及设计研究[D];郑州大学;2010年
3 谢承利;双轴对称工字形截面悬臂外伸梁整体稳定性研究[D];长沙理工大学;2010年
4 杨付刚;多点输入下大跨越输电塔线体系抗震性能研究[D];河北工程大学;2010年
5 张小连;高层建筑钢结构体系中竖向荷载的P-Δ效应研究[D];浙江大学;2011年
6 张文琦;工形截面钢拱结构腹板局部稳定性能研究[D];北京交通大学;2011年
7 文俊巍;多高层钢结构住宅结构体系分析研究[D];昆明理工大学;2008年
8 邵瑞;张弦桁架结构的整体稳定性能研究[D];昆明理工大学;2009年
9 唐逊彬;高频焊接薄壁H型钢梁的稳定性研究[D];昆明理工大学;2010年
10 王晓燕;腹板加劲卷边槽钢梁相关屈曲及屈曲后性能研究[D];昆明理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 林文泉;朱尔玉;孙玲;;一阶优化法在拱桥施工控制中的应用[J];北京交通大学学报;2007年04期
2 李圣良;石永久;王元清;;大型火力发电厂钢烟道结构的稳定性分析[J];长沙电力学院学报(自然科学版);2006年03期
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4 丁彦闯,兆文忠,马思群,陈吉光;屈曲分析在车辆应用中的关键技术[J];大连铁道学院学报;2003年02期
5 乔务本,孙丽萍,区锐容,金燕;准高速客车车体的结构分析与优化研究[J];大连铁道学院学报;1995年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 王亚昌;刘锡良;;单层铝合金网壳非线性分析及试验研究[A];第七届空间结构学术会议论文集[C];1994年
2 刘锡良;郑岩;;单层铝合金穹顶网壳的几何非线性分析及试验研究[A];第六届空间结构学术会议论文集[C];1996年
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4 刘锡良;;国内外空间结构节点综述[A];第九届空间结构学术会议论文集[C];2000年
5 郝成新;钱基宏;宋涛;赵鹏飞;赵基达;;铝网架结构的研究与应用[A];第九届空间结构学术会议论文集[C];2000年
6 钱基宏;邓曙光;洪涌;宋涛;张明;朱坊云;吴广贤;;某零磁实验室全铝网架结构实验研究及设计与施工[A];第九届空间结构学术会议论文集[C];2000年
7 梁继恒;姚念亮;;上海植物园展览温室工程屋面铝合金网架结构设计[A];第十届空间结构学术会议论文集[C];2002年
8 孟祥武;高维元;管建国;熊英田;;铝合金螺栓球节点网架的试验研究及应用[A];第十届空间结构学术会议论文集[C];2002年
9 邹磊;戴国欣;;铝合金穹顶圆盘盖板节点(TEMCOR节点)有限元分析[A];第九届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2009年
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1 程鹏;两铰圆弧拱非线性弯曲理论和弹塑性稳定[D];浙江大学;2005年
2 张铮;铝合金结构压弯构件稳定承载力研究[D];同济大学;2006年
3 郭小农;铝合金结构构件理论和试验研究[D];同济大学;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗翠;空间网壳结构铸铝和铸钢螺栓连接节点受力性能研究[D];清华大学;2010年
2 高晓博;压型钢板截面特性及抗弯性能试验研究[D];西安建筑科技大学;2004年
3 谢志红;肋环型球面网壳结构的静动力分析[D];广东工业大学;2004年
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5 安文英;冷弯薄壁型钢受弯构件截面弹性局部屈曲试验与理论研究[D];西安建筑科技大学;2007年
6 李国俊;高强冷弯薄壁型钢方形加劲截面轴压柱直接强度法研究[D];西安建筑科技大学;2007年
7 马玉坤;基于ADAMS的高速客车PW200和货物运输安全性的动力学仿真[D];重庆交通学院;2004年
8 王景;腹板有加劲压型钢板的非线性有限元分析[D];西安建筑科技大学;2009年
9 张磊;屈曲相关作用下焊接截面轴心受压构件的承载力研究[D];西安建筑科技大学;2009年
10 鲁义涛;压型钢板翼缘有效宽度及板组约束的研究[D];西安建筑科技大学;2009年
【二级引证文献】
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1 王爱凤;基于直接强度法的压型钢板受弯承载力研究[D];西安建筑科技大学;2012年
【二级参考文献】
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1 李明,陈扬骥,钱若军,姚念亮;工字形铝合金轴心压杆稳定系数的试验研究[J];工业建筑;2001年01期
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4 李少甫;冷弯折皱薄壁拱壳轻钢房屋[J];建筑结构;1998年01期
5 杨联萍,姚念亮,邱枕戈,陈扬骥,钱若军;铝合金轴心受压杆件的稳定系数研究[J];建筑结构;2001年02期
6 罗永峰,JGTeng,沈永兴,沈祖炎;结构非线性分析中求解预定荷载水平的改进弧长法[J];计算力学学报;1997年04期
7 张勇,刘锡良,张福海;银河金属拱型波纹屋顶的静力稳定承载力试验研究[J];建筑结构学报;1997年06期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 钱基宏;赵鹏飞;郝成新;宋涛;;大跨度铝穹顶网壳结构的研究[A];第九届空间结构学术会议论文集[C];2000年
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1 陶忠;腹板中间V型加劲卷边槽钢柱单波型和多波型相关屈曲性能分析和试验研究[D];西安建筑科技大学;2001年
2 王海忠;夹芯板的冷弯薄壁型钢面层板在泡沫芯层支承下的屈曲性能研究[D];西安建筑科技大学;2001年
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1 徐彬;梁腹板在纯弯与局压联合作用下的弹塑性屈曲[D];西安建筑科技大学;2001年
2 李文岭;帽形中间加劲肋的加劲性能研究[D];西安建筑科技大学;2003年
3 陈海啸;T形截面梁的局部屈曲以及局部和整体弹塑性相关屈曲分析[D];浙江大学;2004年
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3 王春刚;张耀春;;冷弯薄壁型钢短柱极限承载力研究[A];钢结构工程研究(五)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2004年学术交流会论文集[C];2004年
4 占冠元;肖亚明;;冷弯薄壁卷边槽钢构件承载力计算方法及其应用[A];钢结构工程研究(七)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2008年学术交流会论文集[C];2008年
5 武胜;张素梅;;冷弯构件屈曲模式相关作用及截面创新设计方法[A];庆祝刘锡良教授八十华诞暨第八届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2008年
6 武胜;张厚;王伟;;高强冷弯薄壁型钢力学性能研究综述[A];第九届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2009年
7 张银龙;苟明康;李宁;梁川;;高强钢轴压构件稳定性研究的ANSYS模拟[A];工程设计与计算机技术:第十五届全国工程设计计算机应用学术会议论文集[C];2010年
8 王春刚;宋代军;贾连光;;大宽厚比H形截面轴压构件极限承载力直接强度法研究[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2011年
9 郭兰慧;张素梅;马欣伯;;矩形钢管混凝土承载力规程对比及大宽厚比下承载力简化计算方法[A];中国钢协钢-混凝土组合结构分会第十一次年会论文集[C];2007年
10 韩林海;冯九斌;;钢管高强混凝土轴压工作特性分析[A];中国钢协钢-混凝土组合结构协会第五次年会论文集(上册)[C];1995年
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1 董震;考虑局部稳定的铝合金构件及板件的承载力研究[D];同济大学;2007年
2 王海明;冷弯薄壁型钢受弯构件稳定性能研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
3 蒋路;卷边槽形冷弯薄壁型钢轴压柱畸变屈曲的试验和理论研究[D];西安建筑科技大学;2007年
4 褚洪杰;弹性圆柱壳动力和热屈曲中的辛方法[D];大连理工大学;2009年
5 任涛;工字梁腹板在局部承压和剪力作用下的弹性屈曲及极限承载力[D];浙江大学;2005年
6 郭小农;铝合金结构构件理论和试验研究[D];同济大学;2006年
7 莫时旭;钢箱—混凝土组合梁结构行为试验研究与分析[D];西南交通大学;2007年
8 曹现雷;Q460高强角钢受压构件稳定承载力研究[D];西安建筑科技大学;2010年
9 吴香香;多层薄柔钢框架的抗震设计[D];同济大学;2006年
10 占玉林;预应力矩形钢箱混凝土梁的结构行为研究[D];西南交通大学;2007年
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1 吴海;高强铝合金整体与局部耦合稳定性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 张磊;屈曲相关作用下焊接截面轴心受压构件的承载力研究[D];西安建筑科技大学;2009年
3 杨雪;中、美、澳三国冷弯薄壁型钢结构规范对比研究[D];北京交通大学;2008年
4 王振中;剖分T型钢板件局部屈曲及宽厚比限值[D];西安建筑科技大学;2003年
5 安文英;冷弯薄壁型钢受弯构件截面弹性局部屈曲试验与理论研究[D];西安建筑科技大学;2007年
6 田春雨;冷弯薄壁Z型钢连续檩条受力性能试验与理论研究[D];内蒙古科技大学;2009年
7 占冠元;冷弯薄壁卷边槽钢构件受压畸变屈曲性能及加固控制措施分析[D];合肥工业大学;2009年
8 刘翔;高强冷弯薄壁型钢压弯构件承载力设计方法试验研究[D];同济大学;2007年
9 姚行友;高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压柱畸变屈曲试验与理论研究[D];西安建筑科技大学;2007年
10 蒋路;高强冷弯薄壁型钢轴压长柱试验与理论研究[D];西安建筑科技大学;2005年
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