论文摘要
本文首先介绍了有限元程序（FEM）分析法。介绍了利用势能最小值原理和增量变分原理推导构件单元的刚度矩阵和平衡方程的原理和方法,并比较了二者。最重要的是利用了这两种方法推导出构件节点处含有扭转支撑、侧向支撑、竖向支撑、轴向支撑、翘曲支撑的附加支撑刚度矩阵,从而使之能适应隅撑问题的分析。 其次,利用有限元程序,拟合数据得到了其他三种荷载情况下的受弯构件临界弯矩计算公式中的系数,并对多侧向支撑构件的临界完全支撑刚度做了一定的理论和有限元程序分析。 再次,本文认为《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002中隅撑轴力的设计要求N=（Af/60cosθ）（fy/235）1/2过于保守,故重点对其进行了研究。本文研究受到檩条和隅撑侧向支撑的梁的弯扭,首先对檩条—隅撑体系对梁提供的侧向支撑刚度进行了推导,然后考虑檩条位置和隅撑支撑作用的特点,对梁的弯扭失稳临界弯矩与支撑刚度的关系进行了有限元分析,考虑梁的初始侧移和初始扭转,研究了使梁的临界弯矩达到屈服弯矩时隅撑中的内力,这个内力即是对隅撑的强度要求。通过4个算例表明,侧向支撑力不到下翼缘屈服轴力的1%,远小于《规程》中规定的支撑力。 最后,利用ANSYS分析软件,运用门式刚架中合理的斜梁、檩条、隅撑受力模型,形成多支撑系统,采用几个算例,进行了在My作用下的非线性弹性分析,得出某个支撑刚度条件下隅撑轴力的值,以此作为有限元程序分析的辅助分析,并总结结论。
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