建筑水电安装论文提纲

论文题目：冷弯薄壁复杂卷边型钢受弯性能和设计方法研究

摘要：近年来,随着建筑安装业的快速发展,建筑安装市场的规范化和标准化变得尤为重要。装配式管线支吊架因其安装速度快,安全环保等优点,广泛应用于地铁隧道、水利水电、太阳能电站、工业厂房、核电站和综合管廊等。单肢冷弯薄壁复杂卷边型钢和双肢拼合冷弯薄壁复杂卷边型钢在装配式管线支吊架中作为吊杆和横担,是装配式管线支吊架的主要受力构件,是装配式管线支吊架重要的组成部分,但其截面形式复杂,目前还没有对此类截面的系统研究,故本文运用试验和数值分析对单肢和双肢拼合冷弯薄壁复杂卷边型钢受弯性能进行研究,在试验和数值分析的基础上,提出双肢拼合冷弯薄壁复杂卷边型钢的弹性畸变屈曲临界应力计算公式和考虑冷弯角影响的屈服强度修正系数。本文对2种截面类型共计26个试件进行了试验研究,主要研究不同截面形式、截面厚度、开孔率及试件长度对单肢和双肢拼合冷弯薄壁复杂卷边型钢的受弯承载力的影响,对试验方案、试验加载和测量装置、试验现象及试验数据的处理等做了详细的介绍。用ANSYS软件对所有试件进行了数值模拟,有限元模型考虑了材料非线性和试件的初始几何缺陷。将数值模拟结果与试验结果进行对比,发现有限元模型可以很好的模拟试验结果,从而验证了本文采用的有限元模型的正确性。在此基础上,对有限元模型进行了合理的简化,并对单肢和双肢拼合冷弯薄壁复杂卷边型钢进行了大量的有限元参数分析,分析参数包括试件长度、翼缘高度、开孔长度、开孔宽度以及试件厚度,重点分析其对单肢和双肢拼合冷弯薄壁复杂卷边型钢受弯承载力和破坏模式的影响。利用弹性屈曲应力计算通式,推导出双肢拼合冷弯薄壁复杂卷边型钢受弯畸变屈曲临界应力计算公式,通过试验和有限元结果与直接强度法计算结果对比,提出屈服强度修正系数,并给出了的合理取值,在此基础上,给出了双肢拼合冷弯薄壁复杂卷边型钢受弯稳定承载力的设计建议。先对单肢冷弯薄壁复杂卷边型钢截面特性进行了计算,然后利用《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）中受弯构件稳定承载力计算公式计算得到了单肢冷弯薄壁复杂卷边型钢的受弯稳定承载力,并将理论值和试验值进行了对比,通过对比发现,《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）中给出的计算公式依然适用于本文所研究的单肢冷弯薄壁复杂卷边型钢受弯稳定承载力计算。

关键词：冷弯薄壁型钢;复杂卷边;双肢拼合;受弯承载力;畸变屈曲;弹性畸变屈曲临界应力

学科专业：建筑与土木工程

摘要

abstract

1 绪论

1.1 引言

1.1.1 装配式管线支吊架简介

1.1.2 装配式管线支吊架的应用情况

1.2 课题研究背景与意义

1.2.1 课题研究背景

1.2.2 课题研究意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 冷弯薄壁型钢屈曲模式

1.3.2 弹性畸变屈曲应力计算方法

1.3.3 冷弯薄壁型钢构件设计方法

1.4 本文的主要研究工作

2 冷弯薄壁复杂卷边型钢受弯性能试验研究及分析

2.1 引言

2.2 试验目的

2.3 试验方案

2.3.1 试件设计

2.3.2 试件材料属性

2.3.3 初始几何缺陷

2.4 试件加载及测量方案

2.4.1 试验装置

2.4.2 端部支撑条件

2.4.3 加载装置及测点布置

2.5 加载制度及试验现象

2.5.1 加载制度

2.5.2 试验现象

2.6 单肢试件试验结果及分析

2.7 双肢拼合试件试验结果及分析

2.8 试验受弯承载力

2.9 本章小结

3 冷弯薄壁复杂卷边型钢受弯性能有限元分析

3.1 引言

3.2 有限元模型的建立

3.2.1 单元选取

3.2.2 非线性问题

3.2.3 几何模型的建立

3.2.4 网格划分及连接处理

3.2.5 荷载与边界条件

3.2.6 模型求解

3.3 有限元试件的验证

3.3.1 试验试件极限状态对比分析

3.3.2 荷载-位移曲线对比

3.3.3 受弯承载力对比分析

3.4 本章小结

4 截面参数对冷弯薄壁复杂卷边型钢受弯承载力的影响

4.1 引言

4.2 单肢试件有限元模型简化

4.2.1 简化模型的建立

4.2.2 简化模型可行性验证

4.3 单肢试件参数分析

4.3.1 试件长度与高度比值L/H的影响

4.3.2 试件翼缘高度和厚度比值H/t的影响

4.3.3 试件卷边D_1宽和厚度比值D_1/t的影响

4.3.4 腹板开孔率

4.4 双肢拼合试件有限元模型简化

4.4.1 简化模型的建立

4.4.2 简化模型可行性验证

4.5 双肢拼合试件参数分析

4.5.1 试件跨度与高度比值L/H的影响

4.5.2 试件翼缘宽度和厚度比值H/t的影响

4.5.3 试件卷边D_1宽度与厚度比值D_1/t的影响

4.5.4 腹板开孔率

4.6 本章小结

5 双肢拼合试件受弯稳定承载力计算方法研究

5.1 双肢拼合试件受弯稳定承载力计算方法研究

5.1.1 弹性畸变屈曲临界应力的计算方法

5.1.2 弹性畸变屈曲临界应力的影响因素

5.1.3 弹性畸变屈曲临界应力的简化计算公式

5.1.4 双肢拼合冷弯薄壁型钢受弯承载力计算

5.1.5 双肢拼合冷弯薄壁复杂卷边型钢受弯稳定承载力设计建议

5.2 单肢试件受弯稳定承载力计算方法研究

5.2.1 《规范》中对开口冷弯薄壁型钢受弯稳定承载力计算规定

5.2.2 单肢试件稳定承载力计算

5.3 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢