【摘要】：預(yù)彎組合梁從1949年在比利時(shí)誕生以來(lái),至今已有整整70年的歷史,鑒于該組合結(jié)構(gòu)具有建筑高度小,截面剛度大,抗彎承載能力強(qiáng),施工吊裝重量輕等優(yōu)勢(shì),廣泛應(yīng)用于日本、美國(guó)、西歐等國(guó)家的高層建筑、車站、橋梁等工程結(jié)構(gòu)中。但與其他梁結(jié)構(gòu)的高跨比相比,通常情況下預(yù)彎組合梁的高跨比較小,故細(xì)長(zhǎng)的預(yù)彎工字形鋼梁在較大的預(yù)彎力的作用下,極其容易發(fā)生鋼梁的整體側(cè)傾失穩(wěn)。因此,對(duì)預(yù)彎梁預(yù)加載過(guò)程如何避免鋼梁的整體側(cè)傾失穩(wěn)成了整個(gè)施工過(guò)程的關(guān)鍵問(wèn)題之一。本文以預(yù)彎梁預(yù)加載過(guò)程側(cè)向的支撐布置為研究背景,對(duì)三分點(diǎn)或四分點(diǎn)加載的簡(jiǎn)支工字形鋼梁主要進(jìn)行以下幾個(gè)方面的研究:基于彈性穩(wěn)定基本理論,本文從工字形鋼梁在橫向荷載作用下易發(fā)生側(cè)向的彎扭失穩(wěn)的原因出發(fā)進(jìn)行分析,簡(jiǎn)要介紹了常用的鋼梁整體穩(wěn)定計(jì)算方法,并歸納了簡(jiǎn)支工字形鋼梁在純彎矩、均布荷載以及跨中集中力荷載作用下的臨界彎矩表達(dá)式,總結(jié)推導(dǎo)過(guò)程的計(jì)算思路,進(jìn)而推導(dǎo)了m分點(diǎn)加載無(wú)支撐和帶側(cè)扭支撐工字形鋼梁臨界彎矩表達(dá)式,通過(guò)合理修正給出雙軸對(duì)稱工字形鋼梁的峰值臨界彎矩公式以及理想臨界側(cè)扭支撐剛度公式�；诖笮屯ㄓ密浖嗀BAQUS有限元建模分析工具,對(duì)不同計(jì)算跨徑及截面的雙軸對(duì)稱工字形鋼梁進(jìn)行彈性特征值屈曲分析,得到不同側(cè)扭支撐剛度下的臨界彎矩值,通過(guò)將這些散點(diǎn)繪制成曲線圖并與理論計(jì)算曲線對(duì)比分析,一方面主要來(lái)驗(yàn)證理論公式的適用性,另一方面也得出隨著側(cè)扭支撐個(gè)數(shù)的變化,鋼梁的臨界荷載及理想側(cè)扭支撐剛度的變化規(guī)律�；诶碚撆c有限元計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析所得結(jié)論,將本文理論推導(dǎo)的峰值臨界彎矩公式用于指導(dǎo)預(yù)彎梁預(yù)加載施工流程中的側(cè)向支撐的個(gè)數(shù)取值。將理想臨界側(cè)扭支撐剛度公式等價(jià)轉(zhuǎn)化成實(shí)際工程中預(yù)彎梁預(yù)加載施工流程中的側(cè)向支撐桿支頂力公式,該支頂力公式可用于設(shè)計(jì)支頂桿截面面積。
【圖文】：

圖 1.1 預(yù)彎梁組合梁示意圖圖 1.2 預(yù)彎梁組合梁支撐體系示意圖1.1 影響工字鋼梁整體穩(wěn)定的因素對(duì)于一根主剛度平面內(nèi)承受橫向荷載的簡(jiǎn)支工字鋼梁來(lái)說(shuō)，其之所以容易發(fā)生整體失穩(wěn)，是因?yàn)楣ぷ咒摿簜?cè)向弱軸剛度比較�。ㄟh(yuǎn)小于主平面內(nèi)_7軸剛度），并且在整個(gè)梁長(zhǎng)范圍內(nèi)沒(méi)有提供足夠多的約束，在主平面內(nèi)達(dá)到一定大小荷載時(shí)，受壓翼緣發(fā)生相對(duì)較大的側(cè)向位移，同時(shí)牽制著腹板及受拉翼緣板發(fā)生側(cè)向位移，并伴隨著整個(gè)截面的扭轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致工字鋼梁整體發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)。因此，主要有以下幾點(diǎn)因素極大地影響鋼梁的整體穩(wěn)定性：（1）鋼梁兩端的支承條件。梁端的支承條件即反映了對(duì)梁端的約束程度的大小，也導(dǎo)致沿梁長(zhǎng)方向的彎矩分布形式不一樣。比如固支梁比簡(jiǎn)支梁的約束程度高，在跨中集中力作用下，固支梁的梁端產(chǎn)生負(fù)彎矩，而簡(jiǎn)支梁除梁端彎矩為零外，沿梁長(zhǎng)均為正彎矩。由鋼梁整體穩(wěn)定概念可知，鋼梁失穩(wěn)一般由受壓翼緣板的側(cè)向位移引起，所以支承條件不一的鋼梁整體穩(wěn)定性能也不一樣。（2）鋼梁的截面尺寸及未支撐的計(jì)算跨徑。對(duì)于工字鋼梁來(lái)說(shuō)，其側(cè)向剛度遠(yuǎn)小于主平面內(nèi)剛度，因此增加截面尺寸能提高

因此，就如何設(shè)計(jì)預(yù)彎工字鋼梁施工過(guò)程中的側(cè)向支撐體系就成為必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。圖 1.1 預(yù)彎梁組合梁示意圖圖 1.2 預(yù)彎梁組合梁支撐體系示意圖1.1 影響工字鋼梁整體穩(wěn)定的因素對(duì)于一根主剛度平面內(nèi)承受橫向荷載的簡(jiǎn)支工字鋼梁來(lái)說(shuō)，，其之所以容易發(fā)生整體失穩(wěn)，是因?yàn)楣ぷ咒摿簜?cè)向弱軸剛度比較�。ㄟh(yuǎn)小于主平面內(nèi)_7軸剛度），并且在整個(gè)梁長(zhǎng)范圍內(nèi)沒(méi)有提供足夠多的約束，在主平面內(nèi)達(dá)到一定大小荷載時(shí)，受壓翼緣發(fā)生相對(duì)較大的側(cè)向位移，同時(shí)牽制著腹板及受拉翼緣板發(fā)生側(cè)向位移，并伴隨著整個(gè)截面的扭轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致工字鋼梁整體發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)。因此，主要有以下幾點(diǎn)因素極大地影響鋼梁的整體穩(wěn)定性：（1）鋼梁兩端的支承條件。梁端的支承條件即反映了對(duì)梁端的約束程度的大小，也導(dǎo)致沿梁長(zhǎng)方向的彎矩分布形式不一樣。比如固支梁比簡(jiǎn)支梁的約束程度高，在跨中集中力作用下，固支梁的梁端產(chǎn)生負(fù)彎矩，而簡(jiǎn)支梁除梁端彎矩為零外，沿梁長(zhǎng)均為正彎矩。由鋼梁整體穩(wěn)定概念可知，鋼梁失穩(wěn)一般由受壓翼緣板的側(cè)向位移引起，所以支承條件不一的鋼梁整體穩(wěn)定性能也不一樣。（2）鋼梁的截面尺寸及未支撐的計(jì)算跨徑。對(duì)于工字鋼梁來(lái)說(shuō)，其側(cè)向剛度遠(yuǎn)小于主平面內(nèi)剛度，因此增加截面尺寸能提高
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU398

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2646721