考慮局部穩(wěn)定的鋁合金構(gòu)件及板件的承載力研究.pdf

1、作為一種新型建筑結(jié)構(gòu)材料，鋁合金具有重量輕、耐腐蝕、易于維護(hù)、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，能夠適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向大跨和輕質(zhì)方向發(fā)展以及承受惡劣條件的需要。國內(nèi)對(duì)鋁合金結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)開始，相關(guān)規(guī)范的制訂也正在進(jìn)行，這些工作將極大地促進(jìn)鋁合金結(jié)構(gòu)在中國的推廣應(yīng)用。 本文依托國家建設(shè)部《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》編制項(xiàng)目和山東省建設(shè)廳《鋼結(jié)構(gòu)建筑節(jié)能體系及鋁鎂錳合金墻板技術(shù)研究》科研項(xiàng)目，對(duì)易于發(fā)生局部屈曲的薄壁鋁合金軸壓構(gòu)件、鋁合金工字形組合板件及鋁

2、合金面板的穩(wěn)定承載力進(jìn)行研究。 本文對(duì)薄壁鋁合金軸壓構(gòu)件、鋁合金工字形組合板件進(jìn)行理論分析，在國外試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上確定正確的有限元分析模型，在參數(shù)分析的基礎(chǔ)上提出一系列可供指導(dǎo)設(shè)計(jì)的實(shí)用計(jì)算公式。此外，本文系統(tǒng)地提出了鋁合金面板的設(shè)計(jì)方法及計(jì)算公式，并依托試驗(yàn)研究驗(yàn)證了各項(xiàng)鋁合金面板設(shè)計(jì)公式的準(zhǔn)確性。以下是本文工作的主要研究成果： 1)將直接強(qiáng)度法應(yīng)用于薄壁鋁合金軸壓構(gòu)件的穩(wěn)定承載力計(jì)算，解決目前有效截面理論求解薄壁鋁合

3、金構(gòu)件的某些缺陷。 2)利用國外試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立正確的有限元模型，對(duì)薄壁鋁合金軸壓構(gòu)件進(jìn)行非線性有限元分析，為后續(xù)的參數(shù)分析提供可靠的數(shù)值結(jié)果。 3)建議基于直接強(qiáng)度法的薄壁鋁合金軸壓構(gòu)件承載力計(jì)算公式，并與有限元計(jì)算結(jié)果、國外試驗(yàn)數(shù)據(jù)及歐洲規(guī)范計(jì)算結(jié)果進(jìn)行數(shù)值比對(duì)，驗(yàn)證公式的正確性。 4)對(duì)目前工字形組合板件抗剪承載力的各種計(jì)算方法進(jìn)行分析，針對(duì)鋁合金材料彈性模量低，易發(fā)生局部剪切屈曲的力學(xué)特性建議合適的計(jì)算方法。

4、 5)利用國外試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立正確的有限元模型，對(duì)鋁合金工字形組合板件進(jìn)行非線性有限元分析，并進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)分析。 6)給出考慮腹板剪切屈曲后強(qiáng)度和翼緣抗剪作用的鋁合金工字形組合板件的抗剪承載力計(jì)算公式，并與國外相應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果、有限元計(jì)算結(jié)果及歐洲規(guī)范計(jì)算結(jié)果進(jìn)行數(shù)值比對(duì)，驗(yàn)證公式的正確性。 7)對(duì)國內(nèi)外常用的鋁合金屋面、墻面系統(tǒng)及其特點(diǎn)進(jìn)行了介紹。 8)對(duì)鋁合金面板進(jìn)行試驗(yàn)研究，考察鋁合金面板在均布荷載作用下