| 【中文题名】 | 工字梁中心开椭圆孔腹板的屈曲性能研究 |
| 【英文题名】 | Study on Buckling of Web with Oval Openings in I-Shaped Beam |
| 【学科专业】 | 结构工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-2 |
| 【中关键词】 | 工字梁,腹板开孔,局部屈曲,有限单元法,, |
| 【英关键词】 | I-shaped beam,web openings,local buckling,finite element method, |
| 【分类导航】 | 工业技术>建筑科学>建筑结构>金属结构>钢结构> |
| 【论文摘要】 |
实际中，工字形截面梁的腹板常做得高而薄，其在受弯曲、剪力等荷载作用时常会发生屈曲，这种情况在腹板开孔的情况下显得尤为突出，为了弄清楚腹板开孔对工字梁腹板屈曲的影响，有必要对其在各种荷载下屈曲进行研究。
为了在研究开椭圆孔腹板稳定性能的过程中控制开孔，本文引入了椭圆开孔的孔形控制参数和开孔尺寸控制参数，并证明该孔形控制参数和开孔尺寸控制参数不但可以用于椭圆孔，还可以用于矩形开孔、长圆开孔、正多边形开孔等孔形规则的一般开孔的控制。
本文在分析的过程中，以无孔的工字梁腹板的屈曲计算理论为基础，分析研究了中心开有椭圆孔的腹板在纯弯、纯剪和均布荷载下的屈曲性能。由于腹板的屈曲性能主要与腹板屈曲系数和腹板的高厚比有关，而腹板的屈曲系数又与翼缘对腹板的弹性约束系数有关，所以本文在研究的过程中主要考虑开孔板的屈曲系数、高厚比限值和翼缘对腹板的弹性约束。在研究开孔腹板的屈曲系数时，本文按照研究无孔腹板屈曲的思路，将开孔腹板简化为四边简支的开孔矩形板，分析了椭圆孔的开孔尺寸参数、宽高比对开孔矩形板的影响，拟合出中心开椭圆孔的矩形板关于开孔参数和宽高比的函数。之后，本文在开孔矩形板屈曲性能研究的基础上，建... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-7 |
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第1章 绪论 |
7-10 |
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1.1 国内外研究成果和现状 |
7-8 |
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1.2 课题的研究背景和思路 |
8 |
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1.3 本文研究的内容、目的和意义 |
8-10 |
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第2章 稳定问题的有限元分析 |
10-21 |
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2.1 薄板稳定的特点和研究方法 |
10-13 |
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2.1.1 薄板屈曲的特点 |
10-11 |
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2.1.2 薄板稳定的常用分析方法 |
11-13 |
|
2.2 结构分析中的非线性类型 |
13-14 |
|
2.2.1 状态非线性 |
13-14 |
|
2.2.2 几何非线性 |
14 |
|
2.2.3 材料非线性 |
14 |
|
2.3 几何非线性问题的有限元理论 |
14-15 |
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2.4 基于有限元软件ANSYS的稳定问题分析 |
15-21 |
|
2.4.1 ANSYS中特征值屈曲的线性分析 |
15-16 |
|
2.4.2 ANSYS中大变形屈曲的非线性分析 |
16-19 |
|
2.4.3 ANSYS分析稳定问题的可行性验证 |
19-21 |
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第3章 工字梁开孔腹板的受弯屈曲分析 |
21-31 |
|
3.1 腹板的纯弯屈曲 |
21-25 |
|
3.1.1 板的纯弯屈曲计算理论 |
21-22 |
|
3.1.2 分析方法及验证 |
22-25 |
|
3.2 开孔板的纯弯屈曲 |
25-29 |
|
3.2.1 四边简支开孔板的纯弯屈曲系数 |
25-27 |
|
3.2.2 非加载边固支、加载边简支的开孔板 |
27-29 |
|
3.3 高厚比限值 |
29 |
|
3.4 本章小结 |
29-31 |
|
第4章 工字梁开孔腹板的纯剪屈曲分析 |
31-48 |
|
4.1 研究背景 |
31 |
|
4.2 板的纯剪屈曲 |
31-34 |
|
4.2.1 基本的计算理论 |
31-33 |
|
4.2.2 用Ansys进行分析计算的可行性验证 |
33-34 |
|
4.3 四边简支开孔板的纯剪屈曲 |
34-42 |
|
4.3.1 四边简支开孔板的纯剪屈曲系数 |
34-37 |
|
4.3.2 四边固支开孔板的纯剪屈曲系数 |
37-39 |
|
4.3.3 上下边固支、左右边简支的开孔板的纯剪屈曲 |
39-42 |
|
4.4 工字梁开椭圆孔腹板的剪切屈曲分析 |
42-47 |
|
4.4.1 有限元模型及研究思路 |
42 |
|
4.4.2 工字梁开椭圆孔腹板的屈曲系数 |
42-44 |
|
4.4.3 翼缘对开椭圆孔腹板的嵌固作用系数 |
44-47 |
|
4.4.4 高厚比限值 |
47 |
|
4.5 本章小结 |
47-48 |
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第5章 工字梁开孔腹板在均布荷载作用下的屈曲分析 |
48-59 |
|
5.1 背景及计算理论 |
48-50 |
|
5.1.1 基本背景和理论 |
48-49 |
|
5.1.2 均布荷载下开孔板屈曲系数的拟合 |
49-50 |
|
5.2 均布荷载下中心开椭圆孔板的屈曲 |
50-54 |
|
5.2.1 均布荷载下简支开孔板的屈曲系数 |
50-53 |
|
5.2.2 均布荷载下上下边固支开孔板的屈曲系数 |
53-54 |
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5.3 工字梁开孔腹板在均布荷载下的屈曲 |
54-58 |
|
5.3.1 有限元模型及研究思路 |
54-55 |
|
5.3.2 均布荷载下工字梁开椭圆孔腹板的屈曲系数 |
55-58 |
|
5.4 本章小结 |
58-59 |
|
第6章 结论与展望 |
59-60 |
|
6.1 结论 |
59 |
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6.2 进一步工作的设想 |
59-60 |
|
致谢 |
60-61 |
|
参考文献 |
61-63 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.123609 |
