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箱形柱与工字梁连接节点翘曲位移传递的分析
中文名称: 箱形柱与工字梁连接节点翘曲位移传递的分析
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论文编号: 3746259收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Analysis of Warping Transfer at Joints between Box-columns and I-beams
学位类型: 硕士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 结构工程
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 翘曲 薄壁构件 箱形截面 空间框架 梁柱节点 约束扭转 弯扭分析 箱形柱
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论文简介:薄壁构件在扭转荷载作用下截面会产生显著的翘曲变形,在强度、稳定和振动等的计算中不能忽略截面翘曲变形的影响.单根构件翘曲变形的计算,理论上已经很成熟,但对于多根薄壁构件组成的结构,由于节点翘曲自由度传递关系并不明确,结构中各个构件翘曲变形的计算是迄今为止没有得到很好解决的一个问题.现在比较简单的一个处理方法,也是为一些当今比较流行的大型有限元程序缺省采用的方法,是将节点处各构件的刚度矩阵中翘曲自由度对应的刚度矩阵元素直接相加,也即采用了汇交于节点的各构件的翘曲自由度相等这个假定,采用这样一个处理方法可能导致不正确的结果。 对于空间框架中的梁柱刚性连接节点,柱子与两个方向的梁连接,考虑柱与粱三个正交方向构件的翘曲自由度各自独立,一个节点需要3个翘曲自由度,加上传统的6个自由度,则一个节点需要9个自由度。但是对于一些常用的节点形式,这三个翘曲自由度之间是存在一定的关系的. 箱形截面具有优越的受力性能,绕两主轴稳定性和刚度相近,抗扭刚度大,承载能力高,而且箱形截面用钢量少,梁柱连接构造比较简单,因此在钢结构建筑中得到广泛应用,本文所研究的节点形式即为箱形柱与工字梁连接节点.箱形截面属于闭口截面,闭口截面与翘曲有关的截面性质有自身鲜明的特点,比如自由扭转刚度大,但翘曲刚度却不大,甚至可以是零。当箱形截面翘曲刚度为零时,截面上不再有任何翘曲产生,构件的扭转总是自由扭转,于是这种情况下也不再需要翘曲自由度这第7个自由度。因此本文分两种情况考虑箱形柱与工字梁连接节点翘曲位移的传递,第二章讨论了箱形截面翘曲刚度为零的情形,引入了柱端虚拟翘曲自由度的概念,得到了节点处两个方向梁的翘曲自由度与这个虚拟翘曲自由度之间的关系,从柱子依靠自身的自由扭转刚度为梁提供端部翘曲约束的角度出发,推导了梁端双力矩的表达式;第三章讨论了箱形截面翘曲刚度不为零的情形,得到了3个翘曲自由度之间的简单关系,并通过分析节点对梁端的翘曲约束得到了梁端双力矩与翘曲自由度之间的关系.第四章则讨论了几个由薄壁构件组成的简单框架的弹性弯扭屈曲分析,框架节点采用本文所述的翘曲位移传递处理方法. 基于本文方法编制了程序,通过与采用ANSYS薄壁壳单元SHELL63得到的结果比较表明,本文提出的翘曲位移传递处理方法具有较好的精度。
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