收藏本站
《武汉大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

冷弯薄壁斜卷边槽钢弹性畸变屈曲计算研究

罗洪光  
【摘要】:对于高强度的开口冷弯薄壁型钢而言,畸变屈曲是一种重要的屈曲模式。在一定条件下,畸变屈曲可能成为居主导地位的屈曲模式,并对构件的极限承载力起到决定性的作用。近年来,随着钢材的强度逐步提高,冷弯薄壁型钢的板厚向超薄方向发展,构件的截面形式日趋复杂化,畸变屈曲正越来越受到人们的重视。 国内外对于钢结构的整体屈曲与局部屈曲的研究比较成熟。与整体屈曲、局部屈曲相比,畸变屈曲被世人认识的时间相对较短,各国学者对畸变屈曲的研究也有待深入。我国现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002,简称GB50018)还没有针对畸变屈曲的相应的计算规定。目前针对畸变屈曲的成熟计算方法尚不多见,直接强度法(Direct Strength Method,简称DSM)是一种新的设计方法,DSM的一个特点是可用于畸变屈曲计算,目前已被北美和澳洲地区所采纳。该设计方法首先需要求出构件的弹性畸变屈曲值,然后将其值代入DSM中的设计公式进行设计计算,从而得出畸变屈曲设计值。作为一种发展中的计算方法,DSM值得进一步研究。 弹性畸变屈曲的计算是DSM的关键,亦是本文研究的重要内容。DSM可采用相关计算程序,如CUFSM有限条等软件计算弹性畸变屈曲。有关学者也提出了近似模型计算法计算弹性畸变屈曲,并被有关国外规范采纳。近似模型计算法的不方便之处是计算较复杂,往往需迭代计算。 广义梁理论(Generalized Beam Theory,简称GBT)已被提出二十余年,理论上GBT可用于求解弹性畸变屈曲问题,但计算上的复杂性阻碍了“广义梁理论”在弹性畸变屈曲计算方面的应用。 冷弯薄壁卷边槽钢在实际工程中应用广泛,本文基于GBT和相关资料,对斜卷边冷弯薄壁槽钢弹性畸变屈曲进行重点研究。主要研究内容如下: (1)针对斜卷边冷弯薄壁槽钢轴压柱,推导出弹性畸变屈曲计算公式。除不考虑翼缘弯曲变形的刚体位移计算模型外,本文提出了两种考虑翼缘弯曲变形的新计算模型:横向弯曲铰支计算模型、横向弯曲固支计算模型。翼缘和卷边的交点在计算中被视为铰支座或者固定支座是横向弯曲铰支计算模型和横向弯曲固支计算模型的区别所在。在横向弯曲铰支计算模型计算中,翼缘和卷边的交点被视为铰支座;在横向弯曲固支计算模型计算中,翼缘和卷边的交点被视为固定支座。并分别推导了三种计算模型下的弹性畸变屈曲计算公式。 与现有资料、其他方法进行计算对比,结果表明本文三种计算模型下的公式均具有较高的工程精度。从安全角度考虑,建议弹性畸变屈曲计算值采用横向弯曲铰支计算模型公式值、刚体位移计算模型公式值二者间的小值。 (2)针对斜卷边冷弯薄壁槽钢绕弱轴纯弯梁,推导出弹性畸变屈曲计算公式。类似于轴压柱,除刚体位移计算模型以外,本文提出了绕弱轴纯弯梁弹性畸变屈曲的两种新计算模型:横向弯曲铰支计算模型和横向弯曲固支计算模型。并分别推导了三种计算模型的弹性畸变屈曲计算公式。 计算对比表明,刚体位移模型公式计算值偏大,横向弯曲铰支模型和横向弯曲固支模型公式计算值比较准确,建议采用横向弯曲铰支计算模型公式计算值。 (3)针对绕弱轴冷弯薄壁斜卷边槽钢压弯构件,推导出弹性畸变屈曲压弯构件计算公式。该计算公式中的弹性畸变屈曲轴压临界应力和纯弯临界应力可由前述相关公式计算得到。计算分析表明,弹性畸变屈曲压弯构件计算公式具有良好的计算精度。 为与国情相符合,本文特意选取GB50018所附录的冷弯薄壁卷边槽钢进行计算,研究结果表明本文的弹性畸变屈曲轴压、纯弯、压弯计算公式均能很好地适用于上述槽钢。 本文公式无需迭代计算,适于手算或简单编程计算。摆脱了对弹性畸变屈曲专用软件的依赖,促进DSM实用化进程。本文的计算思路可为后续研究提供借鉴,也可供工程设计人员和冷弯薄壁型钢设计规范修订作参考。 总之,本文针对冷弯薄壁斜卷边槽钢建立了多种计算模型,推导了相对简便实用的计算公式。多种计算方法的对比,论证了本文计算公式的准确性。
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU392.1

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 姚谏;卢哲刚;;RL型截面冷弯薄壁型钢的畸变屈曲荷载算式[J];土木建筑与环境工程;2014年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 杨梦欢;冷弯薄壁卷边槽钢受压柱畸变屈曲性能的研究[D];武汉理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙觅;王广;姚谏;;加设隔板的卷边槽钢受压弹性畸变屈曲[J];低温建筑技术;2008年04期
2 姜复生,袁晓光;我国冷弯型钢生产的特点及发展[J];钢铁;2000年09期
3 姚谏;滕锦光;;冷弯薄壁卷边槽钢弹性畸变屈曲分析中的转动约束刚度[J];工程力学;2008年04期
4 姚谏;;普通卷边槽钢的弹性畸变屈曲荷载[J];工程力学;2008年12期
5 程婕;姚谏;;弯曲应力作用下的腹板转动约束刚度研究[J];工程力学;2010年11期
6 蒋路;何保康;张伟;;冷弯薄壁型钢构件畸变屈曲试验和理论研究综述及分析[J];钢结构;2006年05期
7 罗洪光;马石城;;卷边槽钢纯弯构件畸变屈曲板组约束系数的直接强度法计算[J];钢结构;2008年02期
8 陈雪庭;徐厚军;;《冷弯薄壁型钢结构技术规范》在我国颁布实施40周年的回顾与展望[J];钢结构;2009年07期
9 罗洪光;郭耀杰;徐芸;谢津成;;冷弯薄壁卷边槽钢梁弹性畸变屈曲拟合计算[J];钢结构;2010年11期
10 弓晓芸,严虹;国外工业化钢结构住宅应用探讨[J];工业建筑;2001年08期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 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
2 徐翔;薄壁梁变形分析的基本理论[D];西安建筑科技大学;2008年
3 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
4 马广阅;低层建筑冷弯薄壁型钢结构构件的试验与理论研究[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王平;铝合金槽型和加劲槽型截面构件数值模拟和设计方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 杨晓通;卷边加连杆的冷弯薄壁C形槽钢受压性能试验研究与有限元分析[D];浙江大学;2006年
3 王广;冷弯薄壁卷边槽钢受压畸变屈曲性能分析[D];浙江大学;2007年
4 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
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 卢林枫;;摇摆柱对门式刚架2阶效应的影响[J];四川建筑科学研究;2006年04期
2 刘开强;彭伟;;计算长度系数法在框架稳定分析中的运用[J];四川建筑科学研究;2007年03期
3 曹朗;葛风光;;任意集中荷载下简支斜板弯曲问题的解析解[J];四川建筑科学研究;2008年04期
4 郝婷玥;陈贵清;马卫华;;地震作用下埋地管道横向振动分析[J];四川建筑科学研究;2010年02期
5 黄亮;陈小峰;范荣荣;;某复杂高层混合结构屈曲分析[J];四川建筑科学研究;2010年03期
6 陶传迁;于琳琳;徐学燕;李治国;;基于Stodola法和Gauss-Jordan法计算结构自振特性的研究[J];四川建筑科学研究;2011年01期
7 董事尔;张吉良;邓夕胜;张鹏;孙鸿玲;;无侧位移楔形变截面门式刚架柱弯矩作用平面内的等效弯矩系数研究[J];四川建筑科学研究;2011年02期
8 姜磊;姚继涛;李桅;赵玉星;信任;;结构设计规范中混凝土双向板几个问题的探讨[J];四川建筑科学研究;2011年03期
9 邹玉广;;复杂边界矩形板的设计[J];四川建筑科学研究;2011年05期
10 班慧勇;施刚;石永久;王元清;;高强度等边单角钢轴压构件稳定设计研究回顾与问题探讨[J];四川建筑科学研究;2012年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡国萍;宁涛;史美晨;蒋路;;薄壁冷成型钢压杆畸变屈曲承载力计算方法归纳与分析[A];'2011全国钢结构学术年会论文集[C];2011年
2 何为;任兴民;贾睿;;地震激励下建筑结构的振动特性研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
3 李清海;孙蓓;崔琪;翁端衡;吴雨红;;地震灾区重建用板-柱-轻钢结构体系房屋的研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
4 李悦;周孝军;李清海;鲍俊玲;谢冰;;基于SAP2000分析板-柱-轻钢结构房屋的抗震性能[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
5 严兆驰;李雷宇;;高温下钢结构受力情况分析[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(3)[C];2009年
6 李悦;周孝军;李清海;鲍俊玲;谢冰;;基于SAP2000分析板-柱-轻钢结构房屋的抗震性能[A];房建材料与绿色建筑[C];2009年
7 庞世红;马眷荣;马振珠;刘小根;任淑萍;;夹层玻璃抗弯性能与温度的关系[A];2010全国玻璃技术交流研讨会论文集[C];2010年
8 杜子荣;苑健康;于常宝;曲延涛;刘俊斐;;浅谈ANSYS在跨海大桥混凝土套箱中的应用[A];’2008全国钢结构学术年会论文集[C];2008年
9 陈骥;;冷弯薄壁槽钢斜卷边对截面畸变屈曲的影响和构件的稳定承载力[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
10 陈骥;;受压的冷弯卷边槽钢畸变屈曲强度和其相关屈曲承载力[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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 庞世红;夹层玻璃等效厚度研究[D];中国建筑材料科学研究总院;2009年
2 孙卫明;科学与工程计算中的Fourier级数多尺度方法[D];北京交通大学;2011年
3 罗文柯;上覆巨厚火成岩下煤与瓦斯突出灾害危险性评估与防治对策研究[D];中南大学;2010年
4 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
5 姜磊;钢筋混凝土双向板挠度的试验研究与分析控制[D];西安建筑科技大学;2011年
6 黄智光;低层冷弯薄壁型钢房屋抗震性能研究[D];西安建筑科技大学;2011年
7 王延林;抗冰结构的原型测量与分析评价技术研究[D];大连理工大学;2011年
8 章春亮;铸铁烘缸应力分析理论与强度设计方法的研究[D];浙江大学;2002年
9 王新武;钢框架梁柱连接研究[D];武汉理工大学;2003年
10 王肖戎;三维波纹钢板混凝土拱型复合结构理论分析与计算[D];西北工业大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙大为;长岭水库拱坝加固前后三维有限元分析[D];郑州大学;2010年
2 银国伟;谐波摩擦传动柔轮径向力与径向变形关系的分析及实验[D];郑州大学;2010年
3 余娟;轻钢结构住宅及经济分析评价研究[D];河北工程大学;2010年
4 龚志宏;预制构件在住宅产业化中的应用及设计方法[D];华南理工大学;2010年
5 雷霆;预应力混凝土拱板屋面静载试验研究[D];华南理工大学;2010年
6 胡仁重;R.C. 框架梁刚度放大系数与弯矩调幅取值研究[D];南昌大学;2010年
7 雷翔;大型变壁厚钢储罐在不均匀沉降下的稳定性能[D];浙江大学;2011年
8 朱晓伟;钢结构住宅与传统住宅的对比评价研究[D];浙江大学;2011年
9 郭峻;剪切型支撑框架的假想荷载法[D];浙江大学;2011年
10 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
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程婕;姚谏;;弯曲应力作用下的腹板转动约束刚度研究[J];工程力学;2010年11期
2 姚谏;程婕;邢丽;;冷弯薄壁卷边槽钢梁的弹性畸变屈曲荷载简化计算公式[J];工程力学;2011年10期
3 史艳莉,王秀丽;受力蒙皮结构的研究及发展[J];钢结构;2004年04期
4 王小平;蒋沧如;蔡江勇;李书进;;一种新型轻钢结构——无比轻钢龙骨体系[J];钢结构;2007年03期
5 万红霞;王小平;冯佳贤;;蒙皮支撑新型轻钢龙骨墙柱的屈曲性能[J];钢结构;2010年03期
6 王春刚;张耀春;;直接强度法计算冷弯薄壁斜卷边槽钢轴压柱的承载力[J];工业建筑;2006年01期
7 马建昌;蒙皮结构的设计[J];工业建筑;1994年S1期
8 姚谏;程婕;卢哲刚;;冷弯薄壁卷边Z形钢梁的弹性畸变屈曲荷载[J];工程力学;2013年01期
9 何保康,周天华;美国冷弯型钢结构的应用与研究情况[J];建筑结构;2001年08期
10 姚行友;李元齐;沈祖炎;;冷弯薄壁型钢构件畸变屈曲研究现状[J];结构工程师;2010年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 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
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 谌红荣;冷弯薄壁C型钢压杆整体稳定临界力的研究[D];重庆大学;2004年
2 张兆宇;冷弯薄壁C形槽钢畸变屈曲的试验研究[D];浙江大学;2005年
3 叶谦;冷弯薄壁卷边槽钢压弯构件畸变屈曲有限元模拟[D];浙江大学;2006年
4 常伟;高强冷弯薄壁卷边槽钢柱畸变屈曲非线性有限元分析[D];长安大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周坚;;用缀板加强的开口截面薄壁杆的约束扭转分析[J];北京轻工业学院学报;1986年02期
2 窦立军,袁令欣,袁志仁,朱坤;钢结构发展与应用中的问题[J];长春工程学院学报(自然科学版);2002年02期
3 孙觅;王广;姚谏;;加设隔板的卷边槽钢受压弹性畸变屈曲[J];低温建筑技术;2008年04期
4 郑建灿;姚谏;;受弯卷边槽钢的畸变屈曲及加固[J];低温建筑技术;2008年05期
5 任月芬,叶志明;截面尺寸对冷弯薄壁槽形钢屈曲的影响[J];房材与应用;2005年01期
6 徐翔;郝际平;;从Levinson高阶梁理论的一致变分到高次翘曲梁理论[J];工程力学;2008年02期
7 姚谏;滕锦光;;冷弯薄壁卷边槽钢弹性畸变屈曲分析中的转动约束刚度[J];工程力学;2008年04期
8 姚谏;;普通卷边槽钢的弹性畸变屈曲荷载[J];工程力学;2008年12期
9 王春刚;张耀春;;卷边槽钢偏心受压构件极限承载力的直接强度计算方法研究[J];工程力学;2009年02期
10 陈绍蕃;角钢、剖分T型钢压杆的弯扭屈曲(1)[J];钢结构;2000年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 陈骥;;冷弯薄壁槽钢斜卷边对截面畸变屈曲的影响和构件的稳定承载力[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
中国博士学位论文全文数据库 前3条
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 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
3 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 夏冰青;轻钢龙骨复合承载体系结构性能研究[D];南京工业大学;2003年
2 徐翔;基于广义梁理论(GBT)的线弹性薄壁梁考虑截面畸变的翘曲研究[D];西安建筑科技大学;2003年
3 郭丽峰;轻钢密立柱墙体的抗剪性能研究[D];西安建筑科技大学;2004年
4 方圣恩;冷弯薄壁槽钢腹板压屈及弯压有限元分析和设计[D];福州大学;2005年
5 张兆宇;冷弯薄壁C形槽钢畸变屈曲的试验研究[D];浙江大学;2005年
6 石宇;低层冷弯薄壁型钢结构住宅组合墙体抗剪承载力研究[D];长安大学;2005年
7 叶谦;冷弯薄壁卷边槽钢压弯构件畸变屈曲有限元模拟[D];浙江大学;2006年
8 杨晓通;卷边加连杆的冷弯薄壁C形槽钢受压性能试验研究与有限元分析[D];浙江大学;2006年
9 聂少锋;冷弯型钢立柱组合墙体抗剪承载力简化计算方法研究[D];长安大学;2006年
10 王广;冷弯薄壁卷边槽钢受压畸变屈曲性能分析[D];浙江大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈剑,顾强,陈绍蕃;薄壁卷边槽钢梁板件相关屈曲分析及受压翼缘的有效宽厚比(Ⅱ)[J];西安建筑科技大学学报;1996年04期
2 陈剑,顾强,陈绍蕃;薄壁卷边槽钢梁板件相关屈曲分析及受压翼缘的有效宽厚比(Ⅰ)[J];西安建筑科技大学学报;1996年01期
3 陈绍蕃;卷边槽钢的局部相关屈曲和畸变屈曲[J];建筑结构学报;2002年01期
4 周鹏杰;冷光;孙德发;;冷弯薄壁卷边槽钢轴压柱承载力的计算方法[J];山西建筑;2011年06期
5 申红侠;;卷边槽钢压杆考虑板组约束作用的屈曲系数[J];钢结构;2006年01期
6 孙觅;王广;姚谏;;加设隔板的卷边槽钢受压弹性畸变屈曲[J];低温建筑技术;2008年04期
7 郑敦;余绍锋;;开孔冷弯薄壁卷边槽钢畸变屈曲性能分析[J];建筑钢结构进展;2010年04期
8 叶谦;姚谏;;卷边槽钢梁柱的畸变屈曲有限元分析[J];低温建筑技术;2006年01期
9 郑建灿;姚谏;;受弯卷边槽钢的畸变屈曲及加固[J];低温建筑技术;2008年05期
10 何保康,赵桂萍;冷弯薄壁卷边槽钢开孔腹板屈曲性能分析[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);1989年01期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 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
2 郭亮;杜聪雅;;门式刚架设计与应用浅谈[A];土木建筑学术文库(第12卷)[C];2009年
3 高明;张勇;;单层轻型门式钢架结构的设计要点[A];土木建筑学术文库(第9卷)[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 ;我国冷弯型钢品种发展透视[N];世界金属导报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 姚永红;腹板V形加劲冷弯薄壁卷边槽钢轴压柱稳定性能研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
2 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 程昆;冷弯薄壁卷边槽钢框架体系抗震性能研究[D];内蒙古科技大学;2013年
3 叶谦;冷弯薄壁卷边槽钢压弯构件畸变屈曲有限元模拟[D];浙江大学;2006年
4 郑建灿;冷弯薄壁卷边槽钢受弯畸变屈曲及加固措施研究[D];浙江大学;2008年
5 谢东平;卷边槽钢桁架K型间隙节点的极限承载力[D];西安建筑科技大学;2003年
6 高段;冷弯薄壁卷边槽钢受弯构件畸变屈曲性能研究[D];武汉理工大学;2013年
7 唐婷婷;冷弯薄壁卷边槽钢的畸变屈曲承载力研究[D];浙江大学;2013年
8 杨梦欢;冷弯薄壁卷边槽钢受压柱畸变屈曲性能的研究[D];武汉理工大学;2013年
9 郭明星;冷弯薄壁型钢柱竖向承载力计算—直接强度法研究[D];昆明理工大学;2010年
10 辛佩龙;冷弯薄壁空心类椭圆截面钢构件数值模拟及设计方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026