不銹鋼結構由于其優良的耐腐蝕性和耐久性，在建筑結構中具有可觀的應用前景；不銹鋼材的基本力學性能與普通鋼材存在明顯區別，現有的普通鋼結構設計方法不再適用，需要針對不銹鋼結構開展專門研究。本項目將以不銹鋼焊接截面梁的局部穩定與變形性能試驗為基礎，系統開展梁局部穩定與非線性變形受力機理和設計方法研究：建立準確描述不銹鋼梁腹板在剪力、彎矩、局部壓力單獨作用以及共同作用下的局部屈曲機理的簡化力學模型，以及確定不銹鋼焊接簡支梁和連續梁的荷載-撓度發展定量關系式；建立能夠準確可靠模擬不銹鋼焊接截面梁局部穩定和非線性變形性能的精細有限元數值模型，開展系統性參數分析確定各關鍵參數的影響規律；確定不銹鋼焊接截面梁腹板加勁肋配置與設計原則，提出腹板局部穩定和屈曲后強度利用的設計方法，建立彎曲撓度計算和殘余變形控制設計方法。項目研究成果對于完善不銹鋼結構設計方法和理論，促進不銹鋼結構工程應用具有重要的積極意義。

不銹鋼結構具有優良的耐腐蝕性、耐久性和建筑表現力，可以從結構材料層面解決普通鋼結構的腐蝕問題，但不銹鋼的非線性材料力學特性使得構件的受力性能與普通鋼結構構件存在明顯區別，不能直接沿用現有的計算方法。本項目采用了試驗研究、數值計算和理論分析的手段，對不銹鋼焊接截面梁的局部穩定性能和變形性能進行了深入研究。主要研究內容包括：完成了108組奧氏體型S30408和雙相型S22253兩種牌號不銹鋼材料的拉伸和壓縮力學性能試驗，32組不銹鋼焊接截面梁的剪切、彎曲、彎剪和局部承壓的局部穩定加載試驗，以及10組簡支梁和連續梁的變形性能試驗，所得出的不銹鋼梁受力特性和失效破壞形態是開展不銹鋼結構技術研究的基礎試驗數據；分別建立了準確模擬不銹鋼焊接截面梁局部穩定性能和變形性能的精細化有限元數值模型，并基于試驗結果對模型的準確可靠性進行了驗證；系統分析了梁腹板在純剪、純彎和局部壓應力單獨作用以及多種應力組合作用下的局部屈曲受力機理，探究了梁腹板上配置的橫向加勁肋、斜向加勁肋和縱向加勁肋的影響，研究了簡支梁和連續梁的荷載-撓度發展關系，基于試驗研究和數值分析結果揭示了各關鍵參數對梁局部穩定性能和變形性能的影響規律；提出了不銹鋼焊接截面梁腹板加勁肋配置原則，得出了不銹鋼梁局部穩定承載力和變形計算方法，包括梁的局部屈曲承載力和在不同加勁肋配置方案下考慮屈曲后強度的承載力計算公式。項目研究成果為我國正在開展的《不銹鋼結構技術規程》修訂工作和相關工程實踐提供了重要的試驗和理論研究基礎。 2100433B

本書在研究國內外有關收縮、徐變和交接面滑移計算理論的基礎上，基于簡支鋼—混凝土組合梁變形后的平截面假設及混凝土與鋼梁之間接觸面的變形協調條件，研究了混凝土收縮、徐變以及交接面滑移對簡支鋼—混凝土組合梁非線性變形的影響，分別得到了基于混凝土收縮、徐變以及考慮交接面滑移后的附加非線性變形計算方法。采用本書的方法對實際工程中的兩根典型簡支鋼—混凝土組合梁進行了變形計算，同時對該組合梁進行了長期變形監測，并采用FLAC3D對其進行數值模擬分析。實測及計算結果均表明，用現行規范中的計算方法將使鋼—混凝土組合梁的長期撓度計算值偏小。通過對計算數據、現場實測數據及計算機模擬分析結果三者的比較分析，證明本書提供的計算方法可用來計算簡支鋼—混凝土組合梁的長期非線性變形。同時通過對比分析，選擇了經對比驗證較為合理，且表達簡單、易于分析的可用于簡支鋼—混凝土組合梁長期荷載作用下非線性變形的混凝土收縮、徐變的計算模型，并根據分析結果，提出了對簡支鋼—混凝土組合梁在設計及施工時的一些建議。

第1章 緒論

11 結構小變形和大變形

12 工程結構大變形研究現狀

13幾何非線性問題解法

131增量法

132迭代法

133混合法

14幾何非線性大變形優化算法概述

本章參考文獻

第2 章　梁類幾何非線性大變形問題的算法研究

21 懸臂梁幾何大變形算法與應用

211 懸臂梁大變形時內力與變形關系

212 懸臂梁幾何非線性大變形問題的優化算法

213 梁大變形問題算例

22 分布荷載下簡支梁大變形的優化算法

221 大變形簡支梁的內力與變形關系

222 分布荷載作用下簡支梁大變形問題算例

23 超靜定梁結構非線性大變形問題的優化算法研究與應用

231 超靜定懸臂梁的力學模型

232 各子段在局部坐標系下發生變形與其在整體坐標系下的關系表達

233 超靜定懸臂梁各微段在整體坐標系下的整體坐標建立

234 超靜定懸臂梁幾何非線性大變形優化問題與目標函數的實現

235 程序設計

236 超靜定幾何非線性大變形的算例分析

24 本章小結

本章參考文獻

第3 章 簡單桁架桿類幾何大變形問題的算法研究

31 平面靜定桁架結構大變形的優化精確算法

311 受載荷平衡狀態下內力與變形非線性函數關系

312 平衡狀態下內力與變形的優化問題及其計算

313 桿件大變形算例

32空間桁架結構大變形的優化方法與應用

321 空間共點桁架在受載荷平衡狀態下內力與變形非線性函數關系

322 桿件平衡狀態下內力與變形關系的優化算法

3221 優化問題建立

3222 程序設計

333 桿件大變形算例

33 本章小結

本章參考文獻

第4 章 工程非線性微分方程邊值問題的算法研究

41 非線性常微分方程邊值問題優化算法研究

411 研究意義

412 微分方程邊值問題的最優化算法原理與程序設計

413算例分析

42 基于非線性微分方程邊值問題的超靜定變截面梁變形的求解

421 變截面梁超靜定問題的優化算法

422算例分析

43 非線性偏微分方程邊值問題的優化求解算法

431 引言

432非線性偏微分方程邊值問題的差分構成

433 非線性偏微分方程邊值問題的優化算法

434 算例分析

44 本章小結

本章參考文獻

第 5章 薄板類彎曲大變形問題的算法研究

51 薄板小變形問題

511 薄板小變形模型與彈性曲面的微分方程

512 簡支邊矩形薄板的經典納維解法

513 薄板小變形差分算法

514 矩形薄板彎曲小變形優化問題

515 算例分析

52 薄板彎曲大變形問題優化算法研究

521 薄板彎曲大變形問題非線性偏微分方程的建立

523 算例分析

53 本章小結

本章參考文獻

第6章 剛架結構大變形求解算法研究與應用

61剛架結構小變形優化求解算法與應用

611剛架桿件結構問題剖析

612 載荷作用下桿件變形狀態平衡條件方程

613 桿件結構問題的優化求解原理

614 求解桿件結構問題目標函數程式的形成分析

615 算例

62 剛架非線性大變形問題的優化求解算法及其應用

621 剛架大變形時內力與變形關系

622 剛架幾何非線性大變形問題目標函數的形式

623 剛架大變形問題算例

63 本章小結

本章參考文獻

第7章 結論

附錄1 梁大變形優化算法程序

附錄2 薄板大變形優化算法求解程序 2100433B

與等截面梁相比，變截面梁節省材料，減輕梁本身重量。