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厂房柱压弯构件侧向支撑杆的分析

李克寒  
【摘要】: 随着钢结构在我国的不断发展,钢结构厂房以其跨度大、自重轻的特点已得到了广泛地应用。作为厂房的组成部分,厂房柱的侧向水平支撑的研究有其重要的现实意义。 本文研究的课题为厂房柱压弯构件侧向支撑杆的分析,其中,侧向支撑杆指的是侧向水平中心支撑杆。纵观国内外文献,目前对压弯构件侧向支撑的研究多集中在偏心支撑上,且没有统一的结论,对侧向水平中心支撑杆的研究较少。钢结构设计规范GB50017-2003第5.1.7条给出了轴压构件中心支撑杆的完全支撑内力计算的设计公式。本文以经典理论分析和ANSYS有限元分析对侧向水平中心支撑进行系统地研究,得出在现有的设计要求下不完全支撑的设计方法。完全支撑系指支撑的刚度和强度可以使构件侧向弯曲临界力达到最大,当支撑的刚度和强度大于完全支撑的刚度和强度时,构件的侧向弯曲临界力不再提高。而不完全支撑则指支撑的刚度和强度使构件侧向弯曲承载力达到既定要求的功能,当支撑的刚度和强度大于不完全支撑的刚度和强度时,构件的侧向弯曲承载力的提高幅度并不大。在设计完全支撑时,往往由于完全支撑的刚度和强度的要求比较严格,使得设计完全支撑有些困难。因此,在这种情况下,设计不完全支撑比完全支撑的效果要好一些。 本文探讨了一排等间距布置的承受相同轴力的等截面柱,使柱计算长度减少至0.5L时所需横向水平撑杆的设计问题。首先研究了完全理想情况下,得出了时柱计算长度减至一半所需的刚度;接着综合考虑了柱子和撑杆的弯曲,利用有缺陷杆的轴压切线模量概念和分枝屈曲理论,考虑屈曲前变形和内力的影响,同时用ANSYS有限元软件进行分析,得出了同时考虑撑杆的刚度和强度的计算撑杆面积和撑杆设计内力的公式。 本文采用了和以往文献中不同的计算简化模型。尽管该计算简化模型比较符合实际情况,但由于本文所进行的仅为理论推导过程和ANSYS有限元分析过程,并未加以试验论证,故所得撑杆的计算拟合公式还需以试验论证后才能得以实际应用。现阶段仅为不完全 西安建筑科技大学硕士学位论文 支撑设计方法的理论研究部分。


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