论文部分内容阅读
钢梁作为结构的主要构件,当外荷载达到某一限值时,受压翼缘发生侧向变形,同时带动腹板和受拉翼缘发生侧移并产生整个截面的相对扭转角,此时称钢梁出现弯扭失稳。钢结构设计中必须充分保证结构和构件的整体稳定,其中受压翼缘设置侧向支承是提高结构整体稳定行之有效的措施。我国《钢结构设计规范》(GB50017-2003)只是提供了钢梁等间距设置侧向支承的计算方法,对于相邻梁段间的相互约束作用,其用等效弯矩系数β b的增大来表示危险梁段计算长度的减小,这样不便于设计人员迅速了解其中真相,且规范未提供侧向支承不等间距时的计算方法。因此,对于此类钢梁整体稳定计算方法的研究,具有重大的理论意义和实用价值。本文对双轴对称工字形简支钢梁受压翼缘有两道侧向支承时的整体稳定性能进行了系统研究,主要包括四个部分,即理论推导、有限元分析、结果分析对比以及回归分析。(1)理论推导,首先根据能量法原理,把中梁段单独取出来,由弯矩图出发推导了四种不同荷载类型作用下钢梁整体稳定临界弯矩;其次介绍了Nethercot和Trahair建议的考虑梁段相互约束效应的计算方法(简称“NT法”);(2)有限元分析,本文主要采用ANSYS有限元分析软件,对总跨度为15m的简支钢梁,考虑其侧向支承条件、截面形式、荷载类型的变化,共计算了192根钢梁,对其进行了特征值屈曲分析。(3)结果分析对比,对于三种方法(能量法、“NT法”和有限元法)计算的整体稳定临界荷载进行了对比分析,主要考虑三种方法之间绝对误差的变化,通过分析对比评价了两种理论方法的计算精度和实用性。(4)回归分析,采用Origin回归分析软件对满跨均布荷载作用、跨中集中荷载作用、支承处集中荷载作用下钢梁的等效弯矩系数β b进行了公式拟合,绘制出了等效弯矩系数β b同跨度比值ξ之间的关系曲线,每种荷载情况下都得到了βb的计算公式。