基本信息
- 项目名称：
- 一种求解门式刚架的稳定承载力的方法
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本论文建立了门式刚架的稳定承载力和悬臂柱的稳定承载力之比与两者在相同集中力作用下的顶点侧向位移之比之间的关系，其中悬臂柱的稳定承载力以及集中力作用下顶点的侧向位移已知，然后利用位移法、结构力学求解器求出门式刚架在集中力作用下顶点的侧向位移，通过计算求得门式刚架的稳定承载力，并将其与精确解进行比较，发现本方法的理论计算结果与精确解相吻合，进而得到一种求解门式刚架稳定承载力的简便方法。
- 详细介绍：
- 悬臂柱的稳定承载力以及悬臂柱在集中力作用下的顶点侧向位移易得到精确解。其中悬臂柱的稳定承载力大小与边界条件有关，与弯曲刚度 成正比，而悬臂柱的顶点侧向位移值大小也与边界条件有关，但与弯曲刚度 成反比。根据门式刚架的上下端的支撑条件（边界条件），在其顶点作用一个水平集中力，应用社会上比较广泛存在的“结构力学求解器（计算机软件）”或“平面结构计算机软件”求得水平集中力处的侧向位移值，然后求出这两个位移值的比值。最后通过悬臂柱的稳定承载力精确计算公式求得门式刚架的稳定承载力。比如，利用结构力学求解器算得在门式刚架(下端固定，上端自由)顶点作用了一个水平力 后其顶点的侧向位移值 ，并求得与悬臂柱顶点侧向位移值的比值 。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：提供一种求解门式刚架稳定承载力的简便方法。思路：假定门式刚架的稳定承载力和悬臂柱的稳定承载力之比与两者在集中力作用下的侧向位移之比之间存在一定的关系，然后已知悬臂柱的稳定承载力以及集中力作用下顶点的侧向位移，利用位移法、结构力学求解器求出门式刚架在集中力作用下顶点的侧向位移，进而求出门式刚架的稳定承载力，将其与用有限元法求出的门式刚架的稳定承载力精确解进行比较，得出结论。.
科学性、先进性及独特之处
- 本作品应用位移法，结构力学求解器，欧拉公式等多种传统的理论方法进行求解验算，提出了一种求解门式刚架稳定承载力的简单有效的方法。省去了以往复杂的数值计算过程，总结得出的公式适用于单层多跨，单跨多层的门式刚架，进而推广到多层多跨的门式刚架中。此方法便于掌握，计算简便。
应用价值和现实意义
- 由于求解门式刚架的稳定承载力需要进行繁琐的复杂计算，而本作品所得结论恰好可克服以上缺点，快速准确的求得门式刚架的稳定承载力。从而节约了大量的人力、财力和物力，在实际应用中具有较高的价值。
学术论文摘要
- 近年来，钢结构在建筑工程中应用日益广泛，发展很快，而门式刚架又是钢结构中的一种较常见、简单的结构形式，作为一种承重结构体系,该结构以其质轻、高强、经济、简捷、节能、绿色环保诸多优点决定其必将具有强大的生命力,逐渐成为许多工业和民用建筑的首选体系。因此对于门式刚架稳定承载力的计算更加重要，但是已有的用有限元法求解门式刚架稳定承载力的方法过于繁琐复杂，目前不但国内没有这方面的计算软件，而且国外的计算软件很少也很难操作使用。，所以我们提供了一种求解门式刚架稳定承载力的简便方法。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 结论属实。 本论文较好地运用所学理论与专业有关的知识，较好地联系工作实际，分析问题比较正确、全面，对指导现实工作有一定的参考作用。论文中心突出，论据较充足，结构严谨，层次分明，表达能力较强。
参考文献
- [1] 陈绍蕃.钢结构设计原理(第三版).科学出版社，2005. [2] 谭建国.使用ANSYS6.0进行有限元分析.北京大学出版社，2002. [3] 陈友泉，魏潮文.轻钢结构支撑体系内力计算及设计问题的探讨，建筑结构.2003年7月第33卷第7期. [4] 王勖成,邵敏.有限单元法基本原理和数值方法（第二版）.清华大学出版社，1997. [5] GB50017-2003钢结构设计规范.中国建筑工业出版社,2003. [6] GB 50009—2001，建筑结构荷载规范 [S]. [7] 李存权.结构稳定和稳定内力[M].北京，人民交通出版社，2000. [8] 朱伯芳.有限单元法原理与应用（第二版）.中国水利水电出版社，1998. [9] 陈骥.钢结构稳定理论与应用，第二版 [M].北京，科学技术文献出版社，2001.569-571.
同类课题研究水平概述
- 当前，钢结构在建筑工程中应用日益广泛，发展很快，而门式刚架又是钢结构中的一种较常见、简单的结构形式，作为一种承重结构体系,该结构以其质轻、高强、经济、简捷、节能、绿色环保诸多优点决定其必将具有强大的生命力,逐渐成为许多工业和民用建筑的首选体系，使用时需要知道此类门式刚架的稳定承载力。但是已有的用有限元法等计算门式刚架稳定承载力的方法过于繁琐复杂。并且现在国内没有这方面的计算软件，而且国外的计算软件很少也很难操作使用。为此我们探讨了一种简单方便易于掌握的办法求解门式刚架的稳定承载力。
