鋼結構壓彎與受彎構件的穩定理論
發布時間:2013-11-23 新聞來源:一覽鋼構英才網
鋼結構同時承受軸向壓力和彎矩作用的構件成為壓彎構件,因為兼有受彎和受壓功能,又普遍的出現在剛架柱中,因此又簡稱為梁柱。
1、壓彎構件在彎矩作用平面內的極限荷載
按照彈性穩定理論研究,可以得到各種受力條件下壓彎構件的撓曲線表達式、最大撓度、最大彎矩和轉角位移方程。但在軸向壓力和彎矩的共同作用下,壓彎構件截面邊緣纖維開始屈服,即進入了彈塑性受力狀態,這時隨著外荷載的增加,彈性區縮小,構件的抗彎剛度降低,變形加快,導致附加彎矩增加,以至構件的抗彎能力的增加小于外力作用的增加,達到極限狀態時內外力開始無法平衡,因而發生整體失穩破壞,需根據極值點失穩的條件求解構件的極限荷載,在失穩之前,從彎矩最大的截面邊緣開始屈服,而后沿縱深發展。因構件的截面形狀、尺寸和外力作用等不同條件,失穩時塑性發展的范圍可能只限于彎曲凹面受壓的一側,也可能在凹面受壓和凸面受拉兩側同時出現大小不同的塑性區。對于單軸對稱截面的壓彎構件,除了可能發生以上兩種失穩現象外,還存在另一種失穩現象:當屈服從受拉的一側開始時,可能只在受拉一側出現屈服區就失穩。壓彎構件的極限荷載計算比較困難,一般情況都可以用數值積分法得到數值解,但是如果截面的形狀比較簡單,不會殘余應力和初彎曲的影響,外力作用也比較單純,那么在作了若干簡化假定以后就可用解析法得到近似解。
對于不等端彎矩作用的簡支壓彎構件,塑性發展的范圍將偏離構件的重點,位于端彎矩較大的一側,對于有多種橫向荷載作用的壓彎構件,塑性發展范圍將更為復雜。
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