轴压作用下椭圆形钢管的稳定性能研究

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1、分类号：单位代码：密级：无学号：硕士专业学位论文中文论文题目：轴压作用下椭圆形钢管的稳定性能研究英文论文题目：申请人姓名：高阳指导教师：赵阳教授合作导师：专业学位类别：建筑与土木工程专业学位领域：钢结构稳定所在学院：建筑工程学院论文提交日期年月轴压作用下椭圆形钢管的稳定性能研究论文作者签名：指导教师签名：论文评阅人袁行飞教授浙江大学评阅人吴剑国教授浙江工业大学评阅人隐名评阅人评阅人答辩委员会主席：董石麟教授浙江大学委员吴开成教高浙江大学建筑设计研究院委员关富玲教授浙江大学委员赵阳教授浙江大学委员委员答辩日期：年月

2、日浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得浙江大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名签字日期：広年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学可以将

3、学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：？阿导师签名：签字曰期：年厶月义曰签字日期：和丨厂年甚月日浙江大学硕士专业学位论文致谢致谢岁月如歌，光阴似箭，我犹记得勿匆完成本科生毕业论文的情形，转眼间，我的三年研究生生活也即将结束。在经历了找工作的喧嚣与坎坷，我深深体会到了写作论文时的那份宁静与思考。回首三年的求学历程，对那些引导我、帮助我、激励我的人，我心中充满了感激。首先感谢我尊敬的导师赵阳教授

4、，从论文定题到写作定稿，都倾注了导师大量的心血。导师严谨求实的治学态度、踏实勤恳的工作作风给予了学生莫大的鞭策与激励。导师诲人不倦、平易近人的为人性格使学生深受感染，谆谆教海使学生获益良多，今生受用。能师从赵老师，我为自己感到庆幸。在此谨向赵老师表示我最诚挚的敬意和感谢！曹庆帅、王震、林寅、张茹、吴静云、胡可、于磊、宋靖等师兄师姐不仅在课题探讨中给了我很大的启发，也在生活中给了我诸多的关怀；同门好友郑力榊、汪子豪以及其他空间结构方向的同学，杨逢春、丁锐、宋明亮、周倩南，我们一起学习，一起娱乐，结下非常深厚的友谊。

5、朱东、金跃东、张郑超等师弟为我的硕士生活带来了很多乐趣以及为我提供了许多及时的帮助。感谢你们，祝大家在以后的工作和学习中一帆风顺。此外，特别感谢李钢、韩俊、何凯军三位室友的关心与帮助。感谢我含辛茹苦的父母，谨向他们致以最崇高的敬意和深深的感激之情，祝他们永远幸福安康！最后，感谢评阅本篇硕士论文和出席论文答辩的各位专家、教授在百忙之中给予指导！高阳年春于浙大紫金港浙江大学硕士专业学位论文摘要摘要椭圆形钢管具有优美的外观和优良的结构性能，引起了许多工程师和建筑师的关注。但是目前仍然缺乏针对椭圆形钢管的指导性设计方法，

6、从而制约了它在建设领域内更为广泛的应用。本文通过试验研究和数值模拟方法对轴压作用下椭圆形钢管的稳定性能进行了研究。主要进行了如下工作：通过特征值屈曲分析对椭圆钢柱的局部屈曲模态和整体屈曲模态进行了研究。在局部屈曲模态研究中，分析了长短轴比和壁厚对其模态形状的影响，对已有的临界屈曲应力计算公式做了分析及比较。在整体屈曲模态研究中，基于大量的数值分析结果，拟合了回转半径计算公式及相应的临界屈曲应力公式。设计并实施了薄壁椭圆形短柱的轴压试验，研究了椭圆截面长短轴比对其稳定性能的影响。基于建立了考虑几何、材料双重非线性的

7、数值模型，对各试验试件进行了有限元模拟。由于椭圆形柱轴压失稳呈现出多模态屈曲的特点，本文采用改进一致缺陷模态法，通过对椭圆柱分别施加不同屈曲模态找到不利缺陷分布形式，并通过试验结果验证了数值模型的有效性。通过参数分析考察了椭圆截面长短轴比、等效径厚比和缺陷幅值对轴压薄壁椭圆短柱稳定性能的影响。基于国内外钢结构设计规范，引入等效直径法，使现有规范中的圆形截面分类和圆柱壳承载力计算方法能够适用于轴压薄壁椭圆形短柱的截面分类和承载力设计。对于轴压作用下的椭圆长柱，基于欧洲规范稳定系数设计公式，采用本文提出的椭圆截面回转

8、半径公式将现有的圆形截面稳定系数公式转化为椭圆形截面的稳定系数计算公式，并将公式计算结果与有限元结果进行比较，显示公式计算结果是准确可靠的。关键词：椭圆形钢管；轴压荷载；稳定性能；屈曲模态；试验研究；有限元分析；等效径厚比；短柱；长柱浙江大学硕士专业学位论文，，，浙江大学硕士专业学位论文浙江大学硕士专业学位论文目录目录經引言国内外研究现状研究方法理论研究方法试验研究方法数