冷弯型钢组合式撑杆门式刚架设计及研究

论文摘要

冷弯型钢构件作为一种经济断面型材，已广泛用于建筑、汽车、交通、仓储等行业。而在国内，作为建筑结构用冷弯型钢，其应用范围绝大多用于钢结构的围护结构：檩条、墙檩等次结构件，而国外已日益增多地将冷弯型钢用于低层建筑住宅中，并形成了工厂生产、工地拼装的标准化金属建筑和工业化房屋。本文主要结合某军队的野战用房，对采用冷弯C型钢组合而成的撑杆门式刚架的设计进行初步探讨。内容主要包括以下一些：（1）按有限元法编写计算机程序，求解组合门式刚架受压杆件的临界荷载，进而求出受压杆件的计算长度系数；（2）针对几种不同高跨比和不同斜撑杆位置的模型进行受压杆件计算长度系数的比较；（3）确定本课题的受压杆件的计算长度系数；（4）针对我国现行规范GB50018-2002和美国AISI规范对冷弯薄壁型钢受压板件有效宽度的不同计算方法和国内专家学者提出的改进意见，对本课题中构件有效截面进行分析比较；（5）结合受压杆件的计算长度系数以及以上三种方法计算的构件有效截面，对构件在弯矩作用平面内的稳定性进行分析比较。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 冷弯型钢的特点
• 1.2 冷弯型钢在我国建筑业中的发展状况
• 1.3 课题的引出
• 1.4 需着重解决的问题
• 第二章 设计原始资料
• 2.1 设计资料
• 2.2 截面初选（垫板均为6mm）
• 2.3 荷载取值
• 2.4 内力计算
• 第三章 刚架柱计算长度的确定
• 3.1 求解杆系结构稳定的有限元法原理
• 3.2 按有限元方法利用计算机求解最小特征值
• 3.2.1 有限元求解最小特征值的基本方法
• 3.2.2 计算假定
• 3.2.3 计算机运行框图
• 3.2.4 计算机运行主程序
• 3.3 几种不同形式刚架柱的计算长度的比较
• 3.3.1 模型1
• 3.3.2 模型2
• 3.3.3 模型3
• 3.3.4 模型4
• 3.3.5 模型5
• 3.3.6 模型6
• 3.3.7 模型7
• 3.4 本设计中受压杆件计算长度的确定
• 3.4.1 1.2恒+1.4活组合
• 3.4.2 1.2恒+1.4风组合
• 3.4.3 1.2恒+0.9（1.4活+1.4风）组合
• 3.5 本章小结
• 第四章 构件有效截面及弯矩作用平面内的稳定性的比较
• 4.1 冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB50018-2002）对受压板件有效宽度的计算方法
• 4.2 AISI规范对受压板件有效宽度及弯矩作用平面内的稳定性的计算方法
• 4.2.1 AISI规范对受压板件有效宽度的计算方法
• 4.2.2 AISI规范对压弯构件的计算方法
• 4.3 国内学者对受压板件有效宽度的计算方法提出的改进意见
• 4.4 按冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB50018-2002）计算有效截面特性
• 4.4.1 受压板件稳定系数k，见图4.3
• 1'>4.4.2 受压板件板组约束系数k₁
• 4.4.3 有效截面
• 4.4.4 有效截面图
• 4.4.5 有效截面特性计算
• 4.5 按AISI规范计算有效截面特性
• 4.5.1 全截面特性
• e'>4.5.2 考虑稳定条件后按轴心受压构件计算A_e
• e（W_e）'>4.5.3 按受压边缘纤维达到屈服强度的受弯构件计算S_e（W_e）
• 4.6 按照国内学者建议方法计算有效截面特性
• 4.6.1 受压板件稳定系数k，见图4.9
• 1'>4.6.2 受压板件板组约束系数k₁
• 4.6.3 有效截面
• 4.6.4 有效截面图
• 4.6.5 有效截面特性计算
• 4.7 以上三种计算方式得到的构件有效截面特性的比较
• 4.8 以上三种方式得到的有效截面计算弯矩作用平面内的稳定性的比较
• 4.9 本章小结
• 第五章 结语
• 致谢
• 参考文献