軸向均布荷載和樓層集中荷載作用下懸臂柱的彈性穩(wěn)定分析.pdf

1、西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文軸向均布荷載和樓層集中荷載作用下懸臂柱的彈性穩(wěn)定分析專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程碩士生：彭先飛指導(dǎo)教師：惠寬堂教授摘要懸臂柱是工程中常見的構(gòu)件。對(duì)于多高層建筑，在進(jìn)行整體穩(wěn)定性簡(jiǎn)化分析時(shí)，可根據(jù)結(jié)構(gòu)的彎剪特性，將其簡(jiǎn)化為等效的懸臂柱模型。目前國內(nèi)外對(duì)懸臂柱在軸向壓力不變時(shí)的彈性穩(wěn)定研究較多，而對(duì)軸力變化和考慮剪切變形的情況研究較少。能量法是解決受力條件或者結(jié)構(gòu)組成條件較復(fù)雜的彈性穩(wěn)定問題的很有效的近似法。本文運(yùn)用能量法對(duì)軸

2、向均布荷載和樓層集中荷載作用下的懸臂柱進(jìn)行了以下分析：（1）通過將橫向荷載作用下的彎曲側(cè)移撓度曲線和剪切側(cè)移曲線作為懸臂柱在軸向均布荷載作用下的近似彎曲變形和剪切變形曲線，推導(dǎo)出了形式簡(jiǎn)單且精度高的彎剪型等截面懸臂柱屈曲臨界荷載計(jì)算公式，討論了公式中參數(shù)η的特點(diǎn)，擬合了η的簡(jiǎn)化計(jì)算公式。（2）分別用橫向均布荷載作用下的變形側(cè)移曲線和三角函數(shù)曲線作為單階柱在軸向均布荷載作用下的近似變形曲線，用能量法推導(dǎo)了彎曲型單階柱的屈曲臨界荷載計(jì)算公式

3、，并用有限元軟件對(duì)兩個(gè)公式進(jìn)行了驗(yàn)證，給出了公式的應(yīng)用范圍；推導(dǎo)了上下柱均布荷載不同時(shí)彎曲型單階柱的屈曲臨界荷載；考慮剪切變形的影響，用三角函數(shù)作為能量法近似曲線，推導(dǎo)了軸向均布荷載作用下彎剪型單階柱的屈曲臨界荷載計(jì)算公式并用有限元軟件對(duì)公式進(jìn)行了驗(yàn)證，給出了公式的適用范圍。（3）通過對(duì)軸向均布荷載與樓層集中荷載作用下懸臂柱的屈曲臨界荷載對(duì)比分析，用有限元軟件擬合出了樓層集中荷載與均布荷載的轉(zhuǎn)換系數(shù)ξ。研究表明，對(duì)于任意樓層集中荷載作用