薄壁型钢畸变屈曲简报1教学文案.ppt

冷弯薄壁型卷边槽钢钢的畸变屈曲背景n以前的冷弯薄壁型钢构件大都为低强度碳素钢制成的简单截面,因此,对常用截面尺寸构件,畸变屈曲并不是构件承载力的控制因素n但近年来冷弯薄壁型钢构件所用材料屈服强度越来越高,板件越来越薄,截面形状越来越复杂,从而畸变屈曲在某些情况下可能成为构件承载力的控制因素n因此各国对冷弯薄壁型钢构件畸变屈曲性能开始进行试验研究和理论分析研究方向n畸变屈曲的特征n畸变屈曲的发生条件和临界应力n畸变屈曲的屈曲后强度n针对畸变屈曲的加固措施畸变屈曲的变形特征（1）n压杆畸变屈曲时,卷边翼缘将绕翼缘和腹板的交线转动,从而引起截面形状发生改变(由此而得名畸变),为保持板件间交角不变,腹板相应地发生局部弯曲变形,构件沿轴向出现类似局部屈曲的畸变波曲变形,卷边与翼缘交线不再保持挺直假定n蒋路畸变屈曲的变形特征（2）n卷边槽形截面畸变屈曲时,截面中的卷边翼缘绕翼缘和腹板的交线转动,引起截面形状发生改变,为保持板件间直角不变,腹板相应地发生局部弯曲变形,构件沿轴向出现类似局部屈曲的畸变波曲变形n蒋路何保康张伟畸变屈曲的变形特征（3）n当发生局部屈曲时板件围绕板件交线转动、交线保持直线; n当发生整体屈曲时整个横截面发生转动或侧移、截面形状不发生变化;n而畸变屈曲发生时板件围绕板件交线转动,其中的部分板件交线不再保持直线、截面形状和轮廓尺寸发生变化。

n姚行友* 李元齐 沈祖炎畸变屈曲的变形特征（4）n畸变屈曲是指屈曲发生时横截面发生一系列的扭曲,即组成横截面的相邻板单元的纵向棱线间发生了相对位移n张兆宇, 姚谏*n它屈曲时的波长介于局部屈曲和整体屈曲之间弹性屈曲应力比- 半波长曲线整体屈曲的屈曲半波长局部屈曲和畸变屈曲的屈曲半波长n板的挠曲线可以用二重三角级数的形式表示式中，m和n表示板屈曲时x和y方向上的半波数；Amn为待定常数高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件畸变屈曲控制试验研究高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压柱畸变屈曲试验研究高强冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件畸变屈曲性能研究弹性畸变屈曲弹性畸变屈曲应力的求解应力的求解解析解解析解近似解近似解数值解数值解广义梁理论有限单元法有限条法弹性畸变屈曲应力的求解屈曲应力求解的解析方法n广义梁理论( generalized beam theory) 可以对包括畸变屈曲在内的各种屈曲模式作出全面而精确的分析n核心思想就是把构件截面的变形分解为互相正交的不同模态, 并考虑模态间的不同组合, 从而得到问题的解答n在广义梁理论中, 每个模态都有与之对应的公式nN. Silvestre 和D. Camotim 基于广义梁理论, 得到了C 形、Z 形截面弹性畸变屈曲临界应力的解析解公式。

屈曲应力求解的近似方法HancockHancock直接强度直接强度D+ED+E法法LauLau和和HancockHancock计算法计算法近似方法近似方法KwonKwon和和HancockHancock计算法计算法DesmondDesmond计算法计算法SchaferSchafer直接强度直接强度DD公式法公式法Demao YangDemao Yang和和HancockHancock直接强度直接强度D+ED+E修正法修正法Lau和Hancock简化模型nHancock发现, 构件侧移刚度ky 和转动刚度k 对畸变屈曲临界应力的影响较大, 而侧移刚度kx 影响很小, 同时为了避免计算多次迭代, 近似取侧移刚度kx 与ky 为无穷针对畸变屈曲的加固措施n设拉条、连杆和隔板n对大于畸变屈曲半波长的试件, 若翼缘处增设拉条可使试件承载力明显提高, 拉条越密试件承载力越高; 当拉条间距大于半波长时, 拉条基本上起不到提高承载力的作用n加设隔板比加设连杆承载力提高明显, 在1 /2半波长加设隔板最理想, 1 /4半波长会改变构件屈曲模式;钢结构稳定设计的进展钢结构稳定设计的进展，有三条主线：(1)提出更加接近结构真实极限状态的稳定承载力计算方法或对原有方法加以更新；(2)解决新结构形式和新型构件引发的稳定问题；(3)研究新材料制作的结构的稳定性能。

除了这三条主线外，地震和高温效应对钢结构稳定有特殊的影响。