工字形吊桿橫梁懸臂段彎扭失穩(wěn)問題研究.pdf

1、工字形鋼橫梁是組合橋面系結(jié)構(gòu)中常用的構(gòu)件。湘潭市湘江四大橋是主跨結(jié)構(gòu)為120+400+120m的斜拉飛燕式鋼管混凝土系桿拱橋，其橋面系采用懸吊體系，由鋼橫梁、鋼縱梁和混凝土橋面板組成。本文以該橋?yàn)楣こ瘫尘?，基于彎扭失穩(wěn)的有關(guān)理論，研究懸臂工字形橫梁彎扭失穩(wěn)的臨界荷載，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，主要完成了以下幾個(gè)方面的工作： 1.基于力矩平衡法和能量法，推導(dǎo)了雙軸對(duì)稱等截面、單軸對(duì)稱等截面和單軸對(duì)稱變高懸臂梁分枝點(diǎn)彎扭失穩(wěn)問題的解析

2、計(jì)算公式，分別以4m和17.5m長(zhǎng)懸臂梁為例分析了荷載作用于構(gòu)件自由端截面形心、上翼緣和下翼緣等不同荷載工況下的臨界荷載，并與參考文獻(xiàn)進(jìn)行對(duì)比，校驗(yàn)了本文方法和計(jì)算精度的可靠性。 2.考慮到吊桿可能傾斜作用于吊桿橫梁，引起了豎向荷載和橫向荷載同時(shí)作用的情況，此時(shí)的懸臂構(gòu)件的失穩(wěn)問題轉(zhuǎn)化為極值點(diǎn)失穩(wěn)問題，本文基于力矩平衡法和線彈性本構(gòu)關(guān)系推導(dǎo)了吊桿有初始偏轉(zhuǎn)角時(shí)，懸臂梁的極值失穩(wěn)問題的解析計(jì)算式，分析了不同初始偏轉(zhuǎn)角下的P-φ曲線

3、及其失穩(wěn)臨界荷載。 3.用大型有限元程序--ANSYS的板單元（SHELL63）建立了上述各懸臂橫梁的有限元模型，對(duì)其進(jìn)行了線彈性穩(wěn)定分析，并與解析解進(jìn)行了對(duì)比分析。 4.基于幾何非線性和雙重非線性分析方法，利用ANSYS軟件，分析了在不同初始偏轉(zhuǎn)角下的懸臂梁的臨界荷載，與本文的解析結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，并對(duì)極限荷載下構(gòu)件的屈服應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了分析。 5.基于鐵木鋅柯分析極值失穩(wěn)的放大系數(shù)思路，采用回歸分析法，給出了考慮吊