文档介绍：内蒙古科技大学
硕士学位论文
空间薄壁钢结构有限元分析及程序模拟
姓名:何育青
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:田志昌;刘书智
20071130
内蒙古科技大学硕士学位论文
摘要
随着轻型钢结构在工程中的广泛应用薄壁构件的应用问题也越来越突出它
的受力分析亦变得尤为重要薄壁构件和实体构件的最大区别就是横截面上的翘曲
变形不能再视为相对次要因素而略去不计因此由薄壁杆件组成的薄壁结构无
论从薄壁杆件自身还是从薄壁结构整体来讲其空间的受力反应和变形都十分突
出必须对其进行认真的分析
本文针对开口薄壁杆件主要特征根据 Vlasov 的薄壁理论计算了多种开口薄壁
截面的几何参数弥补了冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB50018 2002 中截面
相关参数的不足在约束扭转状态下对薄壁杆件进行静力分析推导出在集中扭矩
和均布扭矩作用下杆件端点的扭矩和双力矩计算公式考虑翘曲影响对运用矩阵
位移法和有限单元法求得的 14 14 阶单元刚度矩阵差异进行探讨求出两种矩阵相
吻合的应用范围采用初参数法和有限元法对算例进行分析比较两种计算方法的
优缺点以及说明翘曲对应力的影响
在静力分析的基础上运用带有动坐标的迭代法对结构进行几何非线性分析
求解屈服荷载在振动分析方面采用集中质量矩阵采用行列式搜索法计算结构的
自振频率和振型向量为薄壁结构的抗震设计提供理论依据
利用 Fortran 90 语言编制了适用于薄壁结构的计算程序以 14 层轻型钢结构为
例进行模拟分析求得结构的屈曲荷载以及自振频率并将静力计算结果与不考虑
翘曲影响的计算结果进行了对比说明翘曲对内力和应力有明显影响
关键词薄壁钢结构翘曲理论有限元法几何非线性振动分析
内蒙古科技大学硕士学位论文
Abstract
As the light steel structures are extensive application in engineering, the problem which
the application of thin-walled elements e more and more outstanding and the force
analysis e extremely biggest difference between the thin-walled
member and the ponent is that the buckling deformation of the cross-section can’t
be neglected as the relatively secondary factor. The spatial response and deformation of the
thin-walled structures which are made up of thin-walled member are all prominent extremely,
whether they’re from thin-walled beam itself or the thin-walled construction, so we must
carry on the earnest analyses to them.
Thought the main characteristic of the open thin-walled frame structures, in this article
we calculate the geometric parameter with many kinds of thin-walled member of open cross
section according to Vlasov’s thin-walled theoretical, which can made up the deficiency of
section’s correlation parameters in “Specification for the Design of Thin-wall Steel
Structures (GB50018-2002)”.We analyze on the static to the space thin-walled elements
under the constraint distorsion state and deriv