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《考慮局部屈曲的變截面門式剛架結(jié)構(gòu)的整體性能》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、致謝本論文的工作是在我的導(dǎo)師楊娜教授的悉心指導(dǎo)下完成的，楊娜教授一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度，令我在兩年的學(xué)習(xí)中受益匪淺。同時，楊老師在學(xué)習(xí)上和生活上都給予了我很大的關(guān)心和幫助，在此衷心感謝兩年來楊老師對我的關(guān)心和指導(dǎo)。在實驗室工作及撰寫論文期間中，得到了陳愛國老師的大力指導(dǎo)和幫助，邢佶慧老師也不時的為我指點迷津，在此向他們表示深深的謝意；我的師兄喬磊及課題組的栗榮剛、白楊等同學(xué)對我論文的研究工作給予了熱情幫助，在此向他們表達我的感激之情。感謝我的同學(xué)們，大家和睦相處，團結(jié)互助；感謝我的朋友，他們使我的生活充滿樂趣，學(xué)習(xí)工作有了干勁；感謝我的室友，朝夕相處
2、，維系著彼此之間姐妹般的感情；感謝課題組的師長們、同學(xué)們對我的指導(dǎo)和關(guān)心，在實驗室的那份融洽令我留戀。另外也深深感謝家人和我的男友吳鋒，沒有他們的理解和支持我也無法在學(xué)校專心順利地完成我的學(xué)業(yè)。第一章緒論1．1研究背景1緒論門式剛架作為一種房屋結(jié)構(gòu)形式用途十分廣泛，具有造型美觀、價格便宜、抗震性能好、布置靈活、施工速度快等優(yōu)點，近年來在中小型廠房、倉庫、大型超市等方面得到廣泛的應(yīng)用，許多國家如英、美、日、澳等已把它作為一種經(jīng)濟快捷的建筑結(jié)構(gòu)體系以商品的形式出售。我國輕型門式剛架結(jié)構(gòu)體系起步較晚，是在引進國外的相關(guān)材料和軟件的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。隨著壓型鋼板、冷
3、彎薄壁型鋼、H型鋼的大批量生產(chǎn)得以實現(xiàn)，輕型門式剛架結(jié)構(gòu)體系得到了較為廣泛的推廣。輕型門式剛架結(jié)構(gòu)體系是以焊接H型鋼為梁柱，以冷彎薄壁型鋼為檁條、墻梁、墻柱，以壓型鋼板為屋面板、墻板，并以門式剛架為其主要承重部件的結(jié)構(gòu)體系。為了使構(gòu)件截面適應(yīng)彎矩的變化以達到輕盈美觀與節(jié)省材料的雙重效果，梁柱構(gòu)件經(jīng)常采用變截面形式，如圖1-1所示。焊接H形實腹截面，板厚一般在16mm以下，腹板高厚比較大，允許腹板局部失穩(wěn)，并按有效截面特性驗算構(gòu)件的強度和穩(wěn)定性¨1。門式剛架屬于平面受力體系，非常適宜于跨度在18--36m之間、柱距6-9m、平面尺寸狹長的建筑，這使其成為國內(nèi)外
4、大規(guī)?，F(xiàn)代化工業(yè)廠房首選結(jié)構(gòu)形式。目前這種結(jié)構(gòu)在我國實際工程中最大跨度已超過70米，廠房單體最大建筑面積超過了7．5萬平方米。(a)變截面門式剛架結(jié)構(gòu)(b)剛架彎矩圖圖1．1輕型門式剛架結(jié)構(gòu)Fig．1-!Diagramofportalframe為了適應(yīng)輕型門式剛架結(jié)構(gòu)體系迅速興起的市場要求，我國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會于2002年重新修訂了《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS102：2002)北京交通人學(xué)碩十學(xué)位論文【21，該規(guī)程為我國輕型門式剛架結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計、生產(chǎn)、施工提供了依據(jù)。1．2變截面門式剛架結(jié)構(gòu)的研究概況1．2．1門式剛架及其構(gòu)件的靜力穩(wěn)定性
5、能鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題可分為兩類：一類是結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件的整體穩(wěn)定；另一類是組成構(gòu)件的板件的局部穩(wěn)定，包括腹板的局部穩(wěn)定和受壓翼緣的局部穩(wěn)定?，F(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范將這兩類穩(wěn)定問題分別獨立處理。通過限制腹板的寬厚比和翼緣的寬厚比來控制構(gòu)件不發(fā)生局部屈曲或者局部屈曲的臨界荷載高于構(gòu)件的整體屈曲臨界荷載；而對于整體穩(wěn)定則是通過滿足整體穩(wěn)定公式來保證的。但是實際上，這兩類穩(wěn)定問題經(jīng)常是相關(guān)的，即結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在發(fā)生整體失穩(wěn)時也伴隨著組成它的板件的局部失穩(wěn)，這種現(xiàn)象被稱為相關(guān)屈曲。而關(guān)于門式剛架結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件的研究也多分為兩類，一類研究針對門式剛架及變截面構(gòu)件的整體穩(wěn)定性能，包括門式剛架
6、的失穩(wěn)模式，穩(wěn)定承載力，計算長度法的改進等；另一類研究則是在考慮結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件的相關(guān)屈曲性能的基礎(chǔ)上進行的。早在二十世紀(jì)五十年代就已有學(xué)者開展了第一類研究。美國學(xué)者Amiyikian(1950)首次對變截面框架結(jié)構(gòu)進行了內(nèi)力分析及研究，提出了采用表格及曲線圖來表達彎矩分布系數(shù)的方法。此后，經(jīng)過不少學(xué)者的大量分析和試驗研究，給出了有側(cè)移和無側(cè)移楔形變截面門式剛架的計算圖表【3】。Foggel和Ketter【4】(1962)對楔形變截面構(gòu)件的彈性屈曲強度問題進行了研究，考慮了兩種不同的截面變化形式：一種是工字形截面楔形構(gòu)件，假定其材料集中于翼緣，腹板呈線性變化，另
7、一種是箱形截面楔形構(gòu)件，給出了這兩種變截面構(gòu)件的平面內(nèi)彈性屈曲方程。John．C．ErmopoulosIS】(1986)在Jemes．M．Gere和Winfred．0．Carter的研究基礎(chǔ)上，研究了楔形變截面構(gòu)件在軸心荷載作用下的彈性臨界荷載值。通過對三種不同桿端約束條件的分析，得到相應(yīng)的特征方程，并給出一系列的曲線圖和表格。由此即可確定相應(yīng)截面形式、邊界條件下構(gòu)件所具有的最大臨界荷載。J．M．Davies(1990)【6】用能量法對山形鉸接剛架進行了平面內(nèi)的穩(wěn)定分析，考慮了斜梁軸力的影響，給出了較為復(fù)雜的計算公式，但此分析僅限于等截面構(gòu)件。我國對變截面門
8、式剛架的研究主要集中在近十幾年。t996年周敏輝【7
