湖北省学术著作出版专项资金资助项目 土木工程前沿学术研究蓉作丛书(第1期) 钢结构平面内稳定理论 (上册) In-planeStabilityTheoryofSteel Structures 张文福著 武汉理工大学出版社
湖北省学术著作出版专项资金资助项目 土木工程前沿学术研究著作丛书(第1期) 钢结构平面内稳定理论 (上册) 张文福著 武汉理工大学出版社
图书在版编目(CIP)数据 钢结构平面内稳定理论(上册)/张文福著.
一武汉:武汉理工大学出版社,2018.12 ISBN 978-7-5629-5694-5 I.①钢ⅡI.①张.I.①钢结构-结构稳定性-研究生-教材IV.①TU391 中国版本图书馆CIP数据核字(2017)第331435号 项目负责人:杨万庆高英汪浪涛 责任编辑:王一维高英 责任校对:雷芳 封面设计:橙子 出版发行:武汉理工大学出版社 地 址:武汉市洪山区珞狮路122号 邮 编:430070 网 址 : / wutp. . cn 经 销 者:各地新华书店 印 刷 者:武汉中远印务有限公司 开 本:787×10921/16 印 张:21.25 字 数:585千字 版 次:2018年12月第1版 印 次:2018年12月第1次印刷 定 价:90.00元 凡购本书,如有缺页、倒页、脱页等印装质量问题,请向出版社发行部调换.
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前言 本书源自于作者在东北石油大学的研究生教学实践和相关科学研究工作的积累.
全书分为上、下两册.
上册为钢结构平面内稳定理论,第一部分介绍Euler柱的数学力 学模型:微分方程模型和能量变分模型,Euler柱模型在有限元、转角-位移法、框架屈曲简化 分析方法和非保守力下屈曲的应用;第二部分介绍Timoshenko柱模型的理论基础,微分方 程模型和能量变分模型,Timoshenko柱模型在有限元、转角-位移法、格构柱以及高层框架 剪力墙等体系屈曲分析中的应用.
下册为钢结构平面外稳定理论,第一部分介绍Kirchhoff 薄板屈曲的微分方程模型和能量变分模型,刚周边假设下其组合扭转与弯扭屈曲的板-梁理 论:第二部分介绍薄壁构件组合扭转、钢柱和钢梁弯扭屈曲及畸变屈曲的板-梁理论,弹性支 撑钢梁的弯扭屈曲分析.
本书是为适应土木工程学科研究生教学需要面编写,与经典稳定理论著作和教材相比, 本书既注重梁、板和薄壁构件力学模型之间的区别,更注重它们的联系,据此作者提出了薄 壁构件组合扭转和弯扭屈曲的板-梁理论,为解决钢-混凝土组合结构、空翼缘钢梁等复杂构 件的组合扭转和弯扭屈曲问题奠定了理论基础;同时,相关的理论推导较为详尽,既可满足 研究生开展相关科学研究的需要,也可满足高年级本科生和工程师的自学需求.
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在该书的成稿过程中,要感谢国家自然科学基金(51178087,51578120)、黑龙江省自然 科学基金(A9915,E200811)、南京工程学院科研基金(YKJ201617)等项目的资助:感谢在东 北石油大学工作期间,校院提供的科研平台及课题组成员计静、刘迎春、刘文洋、陈克珊、柳 凯议、邓云、任亚文、梁文锋、谭英昕、李明亮、王总、侯贵兰、谢丹、常亮等在数值模拟和试验 验证方面所做大量出色的基础工作:感谢南京工程学院宗兰、黄斌、章丛俊、过轶青、于旭等 同事的热情鼓励与帮助:感谢高英编辑及其同事,她们的专业水准及敬业态度保证了出版的 进度与质量;还要特别感谢我的夫人赵文艳女士,她的默默付出和深情鼓励是我科研之舟的 不竭动力,她对书稿高效认真的校对及润色完善使得该书能得以如期付梓完成.
此外,我更要衷心感谢我的导师钟善桐先生,先生严谨治学和勇于创新的精神时刻鞭策 和激励我前行,谨以此书纪念钟善桐先生诞辰100周年!
此书仅是作者目前对钢结构稳定理论的认识,疏漏在所难免,敬请各位读者不吝赐教!
作者的邮箱为zhang_wenfu@njit.edu.cn.
张文福 2018.4于英国帝国理工学院
目 稳定理论基础 1.1稳定性与屈曲的概念 1.2失稳事故 1.3 稳定问题的类型与屈曲准则 1.4 钢材的性能与简化模型. 22 1.5钢构件截面纵向残余应力与简化模型 25 参考文献 ..... 30 2Euler柱弹性弯曲屈曲:力学与数学模型 31 2.1Euler柱的力学模型 31 2.2 Euler柱的微分方程模型 31 2.3Euler柱的能量变分模型 37 2.4两种数学模型的等价性与相互转化问题 40 参考文献 44 3Euler柱弹性弯曲屈曲:微分方程解答 45 3.1Euler柱屈曲荷载 45 3.2端部约束对Euler柱屈曲荷载的影响与计算长度系数 46 3.3跨中支撑对Euler柱屈曲荷载的影响 55 3.4预应力对Euler柱屈曲荷载的影响 62 3.5变截面Euler柱的弹性弯曲屈曲 67 3.6Euler柱弹性弯曲屈曲理论的缺陷与改进 79 参考文献 .... 82 4Euler柱弹性弯曲屈曲:能量变分解答 83 4.1自重下的Euler柱屈曲问题 83 4.2恒载和可变荷载共同作用下的Euler柱屈曲荷载 88 4.3 预应力压杆的受力性能与屈曲荷载 16 4.4 实体变截面Euler柱屈曲问题 96 4.5 线性变截面薄壁悬臂柱的无穷级数解:精确解 103 4.6薄壁管状变截面悬臂柱和梭形柱屈曲问题 107