SIGMA冷彎薄壁型鋼構(gòu)件畸變屈曲的理論研究.pdf

1、計(jì)算冷彎薄壁構(gòu)件極限承載力需要通過有效的手段得到對(duì)應(yīng)屈曲模式的彈性臨界屈曲應(yīng)力。對(duì)于畸變屈曲的彈性臨界屈曲應(yīng)力，最常用的辦法就是通過簡(jiǎn)化的計(jì)算模型和有限元條分法。但是現(xiàn)有的簡(jiǎn)化模型都是基于C或者Z截面受純彎曲或受純壓或二者共同作用下的情況。另外在覆板-檁條體系下，覆板對(duì)冷彎薄壁檁條會(huì)有一定的約束作用，對(duì)屈曲有很大影響。而冷彎薄壁Sigma截面主要受畸變屈曲控制。因此，Sigma截面在均布荷載及覆板-檁條體系作用下的畸變屈曲研究對(duì)于工程設(shè)

2、計(jì)具有重要意義。
　　本文首先用半解析的有限元條分法分別研究了Sigma截面梁在均布荷載作用下及Sigma截面檁條在覆板-檁條體系下的屈曲特性。發(fā)現(xiàn)Sigma截面由于腹板加勁肋的存在，其屈曲模式一般為畸變屈曲，并且在均布荷載作用下的彈性臨界畸變屈曲應(yīng)力明顯的高于在純彎作用下的彈性臨界畸變屈曲應(yīng)力。這也說明了，由均布荷載產(chǎn)生的沿跨長(zhǎng)的彎矩梯度變化對(duì)畸變屈曲的彈性臨界荷載具有較大的影響。另外在覆板-檁條體系作用下，覆板的兩個(gè)簡(jiǎn)化剛度-

3、側(cè)向約束彈簧和扭轉(zhuǎn)約束彈簧，對(duì)Sigma截面的彈性臨界屈曲應(yīng)力有很大影響。對(duì)于畸變屈曲，簡(jiǎn)化的側(cè)向約束彈簧和扭轉(zhuǎn)約束彈簧對(duì)彈性屈曲應(yīng)力都有影響，但扭轉(zhuǎn)約束彈簧起控制作用，并且在均布荷載作用下對(duì)應(yīng)的臨界屈曲應(yīng)力有很大提高。
　　由于大多數(shù)設(shè)計(jì)人員都很難接觸到有限元條分法，為了工程設(shè)計(jì)的需要，本文在歐洲規(guī)范處理畸變屈曲思想的基礎(chǔ)上分別建立了Sigma截面在均布荷載作用下及覆板-檁條體系作用下的畸變屈曲簡(jiǎn)化模型。這兩個(gè)模型得到的截面彈性

4、臨界畸變屈曲應(yīng)力結(jié)果分別和前面的半解析有限元條分法的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。由于兩個(gè)簡(jiǎn)化模型都應(yīng)用到彈性梁理論時(shí)，把端部加勁肋看成是一個(gè)整體的梁，沒有考慮翼緣與卷邊單元間相互的影響，對(duì)于特別大的截面會(huì)存在較大的誤差。但是，對(duì)于通常的截面均布荷載作用下的畸變屈曲模型，給出了與條分法基本上一致的結(jié)果；另外受均布荷載作用下Sigma截面其在覆板-檁條體系下的畸變屈曲簡(jiǎn)化模型，通過算例分析可以看出，對(duì)于普通的截面和通常的覆板約束剛度下，其結(jié)果和半解析有