軸壓作用下橢圓形鋼管的穩(wěn)定性能研究.pdf

1、橢圓形鋼管具有優(yōu)美的外觀和優(yōu)良的結(jié)構(gòu)性能，引起了許多工程師和建筑師的關(guān)注。但是目前仍然缺乏針對橢圓形鋼管的指導(dǎo)性設(shè)計方法，從而制約了它在建設(shè)領(lǐng)域內(nèi)更為廣泛的應(yīng)用。本文通過試驗研究和數(shù)值模擬方法對軸壓作用下橢圓形鋼管的穩(wěn)定性能進行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過特征值屈曲分析對橢圓鋼柱的局部屈曲模態(tài)和整體屈曲模態(tài)進行了研究。在局部屈曲模態(tài)研究中，分析了長短軸比和壁厚對其模態(tài)形狀的影響，對已有的臨界屈曲應(yīng)力計算公式做了分析及比

2、較。在整體屈曲模態(tài)研究中，基于大量的數(shù)值分析結(jié)果，擬合了回轉(zhuǎn)半徑計算公式及相應(yīng)的臨界屈曲應(yīng)力公式。⑵設(shè)計并實施了薄壁橢圓形短柱的軸壓試驗，研究了橢圓截面長短軸比對其穩(wěn)定性能的影響?；贏BAQUS建立了考慮幾何、材料雙重非線性的數(shù)值模型，對各試驗試件進行了有限元模擬。由于橢圓形柱軸壓失穩(wěn)呈現(xiàn)出多模態(tài)屈曲的特點，本文采用改進一致缺陷模態(tài)法，通過對橢圓柱分別施加不同屈曲模態(tài)找到不利缺陷分布形式，并通過試驗結(jié)果驗證了數(shù)值模型的有效性。⑶通過參

3、數(shù)分析考察了橢圓截面長短軸比、等效徑厚比和缺陷幅值對軸壓薄壁橢圓短柱穩(wěn)定性能的影響?；趪鴥?nèi)外鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，引入等效直徑法，使現(xiàn)有規(guī)范中的圓形截面分類和圓柱殼承載力計算方法能夠適用于軸壓薄壁橢圓形短柱的截面分類和承載力設(shè)計。⑷對于軸壓作用下的橢圓長柱，基于歐洲規(guī)范穩(wěn)定系數(shù)設(shè)計公式，采用本文提出的橢圓截面回轉(zhuǎn)半徑公式將現(xiàn)有的圓形截面穩(wěn)定系數(shù)公式轉(zhuǎn)化為橢圓形截面的穩(wěn)定系數(shù)計算公式，并將公式計算結(jié)果與有限元結(jié)果進行比較，顯示公式計算結(jié)果是準(zhǔn)