折線形變截面懸臂結構的分析.pdf

1、本文對某體育館屋蓋體系工程實例中的單榀主桁架進行簡化，通過等效剛度計算將其簡化為一個由多段直桿組成的平面懸臂折桿結構。目前對桿件穩(wěn)定的研究主要是針對軸壓理想桿件進行的，包括等截面和變截面壓桿的變形計算與屈曲分析。而本文在階梯變截面直桿軸壓變形計算與屈曲分析的理論基礎上進行推廣，以由兩段直桿組成的階梯變截面折桿作為一個基本的計算單元，考慮結構的幾何非線性，運用靜力平衡法推導這種結構在復雜荷載作用下的撓曲方程，并用Ritz法進行屈曲分析。同

2、時在理論推導的基礎上采用不同加載方式對簡化的平面變截面折桿懸臂結構進行變形計算，并與用ANSYS和C++有限元程序?qū)こ虒嵗袉伍涂臻g兩榀主桁架建立的有限元分析模型的計算結果進行對比。用ANSYS對簡化的平面變截面折桿懸臂結構與屋蓋結構的整體穩(wěn)定進行分析。主要成果有：
　?、賹嶋H工程中，結構或構件可能同時受拉、壓、彎、剪等復雜荷載的作用而發(fā)生變形，隨著結構變形構件將產(chǎn)生位移，根據(jù)構件的基點及桿端截面的變化，建立隨動坐標系。在隨動

3、坐標系下，考慮桿端轉(zhuǎn)角位移及幾何非線性的影響，運用靜力平衡法推導出了階梯變截面折桿在復雜荷載作用下的變形撓曲計算方程。
　　②通過一次性加載與局部加載的計算結果比較，兩種方式的計算結果有一定的差異，因此計算時應考慮加載方式對結構變形的影響。通過理論值與軟件ANSYS計算值進行對比，驗證了理論推導的正確性以及計算方法的可行性。
　?、弁ㄟ^兩種加載方式的理論計算結果與ANSYS計算結果對比，結構位移的理論值與軟件ANSYS的計算

4、值差異較大，因此構件桿端轉(zhuǎn)角位移與結構幾何非線性對結構變形的影響不可忽略。
　　④通過C++有限元程序?qū)こ虒嵗幸婚蛢砷臻g有限元模型進行了一次性加載計算，所得位移及內(nèi)力結果與ANSYS計算結果很相近，驗證了計算結果的準確性。
　　⑤通過實例計算，階梯變截面折桿屈曲分析表達式的計算結果與精確解很接近，驗證了計算結果的精確性。同時由于考慮幾何非線性和材料非線性的影響，結構非線性整體穩(wěn)定分析得出的屈曲荷載低于線彈性特征值屈曲