波形钢腹板组合曲线梁剪切屈曲性能研究

发布时间：2018-05-26 00:59

  本文选题：波形钢腹板 + 曲线　； 参考：《东南大学》2015年硕士论文

【摘要】：由于波形钢腹板在梁中主要承受剪力,所以其稳定问题是值得研究的内容。对直线形波形钢腹板的研究已经取得了一些成果,但是对于曲线形波形钢腹板的研究很少。本文主要针对曲线形波形钢腹板的剪切屈曲性能作细致的探讨,主要有以下几部分：(1)分别推导波形钢腹板局部剪切屈曲和整体剪切屈曲的理论公式。首先是局部剪切屈曲,因为波形钢腹板在发生局部剪切屈曲时,相当于矩形薄板在四边受剪力时的屈曲,运用最小势能原理推导出其在不同边界条件下的剪切屈曲应力公式。对于波形钢腹板的整体剪切屈曲,先把其等效为正交各向异性板,列出能量守恒公式,假设符合条件的挠曲面方程,进而推导出整体剪切屈曲应力公式。介绍合成屈曲的概念,并总结已取得的成果。(2)参考平腹板工字形梁剪切屈曲时,对平腹板所处边界条件的研究思路,通过大量的有限元分析,对直线形波形钢腹板工字形梁发生局部剪切屈曲时波形钢腹板所处的准确边界条件进行研究,进而提出局部剪切屈曲应力的修正公式。应用同样的方法来研究曲线形波形钢腹板工字形梁,建立不同参数的模型,研究半径和弧长是否对曲线形波形钢腹板的剪切屈曲应力有影响。将有限元结果与直线形波形钢腹板剪切屈曲应力公式计算出来的理论结果作对比,得出适合曲线形波形钢腹板局部剪切屈曲应力的计算公式。(3)通过有限元分析,得出适合计算直线形波形钢腹板工字形梁整体剪切屈曲应力的公式。然后在直线形波形钢腹板剪切屈曲应力公式的基础上,进一步研究曲线形波形钢腹板工字形梁整体剪切屈曲公式。选取不同尺寸参数的模型,进行相关的参数化分析,进一步研究曲线形波形钢腹板工字形梁剪切屈曲强度的变化规律。(4)应用得到的波形钢腹板工字形梁剪切屈曲应力公式,结合前人的试验结果,对波形钢腹板工字形梁全阶段剪切强度进行探究,最后给出更加精确的全阶段剪切强度公式。参照直线形的全阶段应力公式,总结曲线形波形钢腹板的全阶段剪切屈曲应力公式。通过有限元对曲线形波形钢腹板工字形梁进行非线性分析,研究缺陷大小对极限荷载的影响程度。对比整体剪切屈曲和局部剪切屈曲的荷载-位移曲线,总结两者的异同点。
[Abstract]:The stability of corrugated steel web plate is worth studying because it is mainly subjected to shear force in beam. Some achievements have been made in the research of linear corrugated steel webs, but few researches have been done on curved corrugated steel webs. In this paper, the shear buckling properties of curved corrugated steel webs are discussed in detail, including the following parts: 1) the theoretical formulas of local shear buckling and global shear buckling of corrugated steel webs are derived respectively. The first is local shear buckling, because the buckling of corrugated steel web is equivalent to that of rectangular thin plate subjected to shear force on the four sides when local shear buckling occurs. The formula of shear buckling stress under different boundary conditions is derived by using the principle of minimum potential energy. For the whole shear buckling of the corrugated steel web, it is first equivalent to the orthotropic plate, the energy conservation formula is given, and the flexural surface equation is assumed to meet the conditions, and then the global shear buckling stress formula is derived. This paper introduces the concept of composite buckling, and summarizes the results obtained. (2) referring to the shear buckling of I-shaped beams with flat web, the paper analyzes the boundary conditions of flat web by a large number of finite element analysis. In this paper, the exact boundary conditions of I-shaped I-shaped beam with linear wave shape steel web are studied, and the correction formula of local shear buckling stress is put forward by studying the exact boundary conditions of the corrugated steel web plate when local shear buckling occurs. The same method is used to study the I-shaped beam of curved corrugated steel web, to establish models with different parameters, and to study whether radius and arc length influence the shear buckling stress of curved corrugated steel web. By comparing the finite element results with the theoretical results calculated by the shear buckling stress formula of linear corrugated steel webs, a formula for calculating the local shear buckling stress of curved corrugated steel web plates is obtained by finite element analysis. A formula for calculating the overall shear buckling stress of I-shaped I-shaped beams with straight shape corrugated steel webs is obtained. Then, based on the shear buckling stress formula of linear corrugated steel webs, the integral shear buckling formula of curved corrugated steel web I-shaped beams is further studied. The shear buckling stress formula of I-shaped I-shaped beam with curved corrugated steel webs is further studied by selecting the models with different dimensions and analyzing the parameters, and the shear buckling strength of I-shaped I-shaped beams with curved corrugated steel webs is further studied by using the formula of shear buckling stress of I-shaped I-shaped beams with corrugated steel webs. Based on the results of previous experiments, the shear strength of I-shaped I-shaped beam with corrugated steel web is studied, and a more accurate formula of shear strength is given. According to the full stage stress formula of linear shape, the formula of full stage shear buckling stress of curved corrugated steel web is summarized. The nonlinear analysis of curved corrugated steel web I-shaped beam is carried out by finite element method, and the influence of defect size on ultimate load is studied. The load-displacement curves of global shear buckling and local shear buckling are compared and their similarities and differences are summarized.
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U441

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本文编号：1935329