考慮剪切變形的工字型短深鋼梁力學(xué)性能分析.pdf

1、短深梁由于其跨高比較小,剪切變形對構(gòu)件受力性能的影響變得不可忽略。傳統(tǒng)的歐拉伯努利梁理論由于忽略截面剪切變形的影響,計(jì)算過程中會引起較大的誤差,使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)偏于不安全。而且隨著構(gòu)件跨高比的減小,原來經(jīng)典梁理論所做出的平截面假定也開始跟實(shí)際情況不相符合,平截面假定在短深鋼梁的計(jì)算分析和設(shè)計(jì)過程中是否依舊能夠運(yùn)用有待進(jìn)一步研究和論證。由于這類小跨高比短深梁構(gòu)件通常用于大型鋼結(jié)構(gòu)建筑中,一旦構(gòu)件發(fā)生破壞將可能引起結(jié)構(gòu)整體的破壞和倒塌,造成嚴(yán)重人

2、員傷亡、導(dǎo)致巨大財(cái)產(chǎn)損失。因此,進(jìn)行短深鋼梁力學(xué)性能的分析和研究并考慮剪切變形的影響具有十分重要的理論意義和工程實(shí)際價(jià)值。
　　本文以工字型截面短深鋼梁為研究對象,研究工作主要包括:
　　在查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對梁理論的發(fā)展歷史進(jìn)行了簡要的回顧和介紹,闡述了Euler-Bernoulli梁理論、Timoshenko梁理論、高階剪切變形梁理論以及幾何精確梁理論的表述形式,簡述了國內(nèi)外短深梁的研究現(xiàn)狀和亟待解決的問題,并

3、提出了本文的主要研究內(nèi)容。
　　運(yùn)用ANSYS軟件對工字型短深鋼梁建立了有限元計(jì)算模型,通過數(shù)值模擬,分別得到了不同梁理論下多種跨高比和截面尺寸的短深鋼梁變形和應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果,討論了傳統(tǒng)梁理論以及平截面假定的適用性,并通過對工字型短深鋼梁進(jìn)行參數(shù)分析,分析不同參數(shù)對構(gòu)件變形和應(yīng)力的影響;并基于有限元計(jì)算分析結(jié)果,得出更合理的工字型短深鋼梁撓度的計(jì)算方法。同時,對短深鋼梁最大應(yīng)力隨構(gòu)件跨高比和截面尺寸的變化規(guī)律進(jìn)行了探討,推導(dǎo)了均布