数值法计算型钢构件弹塑性弯扭屈曲临界弯矩.pdf

数值法计算型钢构件弹塑性弯扭屈曲临界弯矩 1 2 林珑 ，王子楠 1.辽宁工程技术大学土木工程学院，辽宁阜新(123000) 2.辽宁省阜新市时代建筑设计院，辽宁阜新(123000) E-mail ：kuangfing@163.com 摘 要：对受弯构件在弯矩作用平面内的作弹塑性分析，以便确定沿构件纵轴各截面弹性区 的分布范围，再通过建立平面外弯曲与扭转的平衡方程求解构件的临界弯矩。并使用 C++ 语言编制程序对计算结果进行验证。 关键词：受弯构件，弹塑性分析，临界弯矩 中图分类号：TU392.1 1. 引言 对于两端简支长 l 的纯弯构件，如图 1 （a ）所示，在弹塑性状态发生弯扭屈曲时，构 件的临界弯矩 Mcr 与钢材的性能和截面中的残余应力有关。而对于不同材料构件截面，计算 截面弯矩的方法[1]也不相同，如冷弯薄壁型钢截面、轧制型钢或焊接组合截面或具有厚实板 [2] 件的受弯构件，三者的应力应变曲线见图 1 （b ）、（c ）、（d ）。本文主要结合已有计算方法 对双轴对称的轧制型钢或焊接组合 I 形截面纯弯构件进行分析计算，并编制了程序进行验 证。 σ y dσ σ Et = M M p dε l ε (a) o (b) σ Et =0 σ Et σ σ y y ε ε o (c) o (d) 图 1 应力—应变曲线 Fig1Sress-strain diagram 2. 计算方法与步骤 对于所选计算构件，由于残余压应力和残余拉应力的峰值在翼缘的不同部位，如图 2 （a ） 所示，在弯矩作用下，如 σ σ ，在上翼缘的外侧首先屈服，而后在下翼缘与腹板连接 rt rc 处的腹板也开始屈服，视材料为理想的弹塑性体，应力屈服以后，E =0 ，而 G =G/4 ，在弹 t t 塑性状态，截面的弹性区如图 2 （b ）所示，将形成单轴对称截面，弯曲轴将向下移动 y n ， 剪心则向下移动y