双坡楔形偏压柱平面内稳定分析.pdf

《双坡楔形偏压柱平面内稳定分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、42低温建筑技术2011年第8期(总第158期)双坡楔形偏压柱平面内稳定分析王海青，马雯婉(西安建筑科技大学土木工程学院．西安710055)【摘要】本文利用ANSYS程序，在弹塑性、大挠度范围内，建立考虑板件间相关屈曲作用的双坡楔形偏压柱的有限元模型，并模拟实际情况，在模型中引入初始几何缺陷和残余应力，研究几何参数及残余应力对其稳定承载力的影响。【关键词】变截面工形柱；相关屈曲；平面内稳定【中图分类号】TU391【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2011)08—0042—03THEIN-PLANESTABⅡITYANALYSISOFTWo-WrAYTAPERE

2、DECCENTRICALLYLoADEDCoLUMNWANGHai—qing，MAWen—wan(SchoolofCivilEngi．，Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology，Xi’an710055，China)Abstract：TheFEMmodeloftwo．waytaperedeccentricallyloadedcolumnwhichconsidertheinter—activebucklingisbuiltforthelarge—deflectionandelastic—plasticanalysis．Inordert

3、osimulatetheprac—ticalsituation，theinitialgeometricimperfectionandtheresidualstressesarebroughtinthemode1．Theinfluenceofthegeometricparametersandresidualstresstothein—planestabilitycarryingcapacityisre—．searched．Keywords：taperedI-shapedcolumn；interactivebuckling；in—planestability现行的CECS102

4、：2002(门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》⋯(以下简称“规程”)采用有效宽度法来利用变截面构件腹板的局部屈曲，通过放宽构件腹板的宽厚比，不但允许腹板局部屈曲，还可以利用屈曲后强度，在计算时轴力项取自小头截面，弯矩项取自大头；本文将用ANSYS建立有限元模型，通过改变几何参数并考虑残余应力，分析双坡楔形0偏压柱的平面内稳定，并与“规程”的结果进行比较。图1有限元分析模型图2残余应力的施加模式1ANSYS模型建立及几何缺陷和残余应力的施加选用Q235钢，材料假定为理想弹塑性，弹性模量E=7．5、10mm，高度为300～600mm，长度均为6m；研究楔率变2．06×10MPa，

5、屈服强度=235N／ram，泊松比l，=0．3。化时，大头腹板高度分别为400、600、800、900、1200mm，小头选取sheUt81单元，在构件两端建立厚度为12ram的端板，腹板为300mm×6mm，长度均为6m；分析长细比变化对承载端板的E=2．06×10MPa，以免端板先于试件破坏。在大头力影响时，构件长度分别取6、12、15、18、21、24m，腹板高度端施加集中力和弯矩，两端铰接。为了防止平面外失稳，每为300—600mm，厚度取6mm。相对偏心率s分别选取0．5、隔1m加一道侧向支撑。为了更好地模拟实际的受力情况，1．0、3．0、5．0、8．0。各参数交

6、叉组合，再加上残余应力的影按一个正弦波形式分布整体初始缺陷，按照多波形的形式响，实际计算构件数量共达170根。分布腹板的局部缺陷，并施加残余应力，构件的分析模型见3各种参数对稳定承载力的影响图1；残余应力施加模式如图2所示。(1)腹板宽厚比的影响。不同偏心率下，腹板高厚比2计算构件设计与承载力的相关曲线如图3所示。从结果可以看出，当偏心“规程”规定工字型截面构件受压翼缘板自由外伸宽度率比较小时，腹板的高厚比对承载力的影响比较显著，随着b与其厚度t之比≤15、，／235，以防止翼缘屈曲，本文所有高厚比的增大，承载力下降很快；而当偏心率比较大时，腹构件翼缘宽度取200mm，厚度

7、取t0mm，满足要求。板高厚比与承载力的相关曲线趋于平缓；可以这样理解，小分析腹板宽厚比的影响时，腹板厚度分别取3、4、5、6、偏心率时，构件受压为主，腹板上的压应力比较大，腹板越王海青等：双坡楔形偏压柱平面内稳定分析43薄越容易发生局部屈曲，导致构件稳定承载力降低的更快；稳定计算值与ANSYS承载力的变化趋势基本相同，都是随当偏心率大时，构件受弯为主，构件失稳主要受整体稳定性着楔率增加，构件的承载能力也得到了提高，这是因为随着z睡z】I，嚼的控制，腹板不易发生局部屈曲，腹板的宽厚比对稳定承载大头腹板高度的增大，构