钢异形柱弯扭相关屈曲研究

便 工 程设 计应 用 。
１ 概 述
在 钢结 构 住 宅 设计 中 ， 构体 系 主要 是用 热 轧 结 Ｈ 型钢 建造 多 层 （ ～６层 ） ４ 或小 高层 （ ～１ ） ７ ８层 的框 架 结构 ， 型钢 柱截 面 尺寸 一般 在 ２ ０ｍ Ｘ２０ｍ Ｈ ０ ｍ ｍ ０ 至 ４ ０ｍｌ Ｘ４ ０ｍｍ， ０ Ｔ ０ ｌ 再加 上保 护层 和饰 面 ， 柱子 在 室 内凸 出 ， 响建 筑美 观 ， 用不 方便 。钢 筋 混凝 土 影 使 框架结 构 也存 在类 似 的 问题 ， 钢 筋 混 凝 土 结 构 为 但 此研 究 了一种 异 形 柱 （ 长 和 肢 宽 比为 ２ ４ 区别 肢 ～ ， 于 短肢 剪力 墙— — 肢 长 和 肢 宽 比为 ５～８ ， 用 于 ）应 住宅 建 筑 中 ， 好 地 解 决 了室 内 柱 角 凸 出 的 问 题 。 较 由此设 想 ， 在钢 结构 住宅 建 筑 中若 能使 用钢 异 形柱 ， 就 能解 决 钢结构 住 宅建 筑室 内柱 角 凸出 问题 。例如 中柱用 十 字形 截 面 、 柱 用 Ｔ形 截 面 、 柱 用 Ｌ形 边 角 截面 ， 们 都 由 Ｈ 型 钢 和 Ｔ形 钢 组 合 而成 ， 为 钢 它 称 异形柱 ， 图 １所 示 。现 行 《 结 构 设 计 规 范 》 ＧＢ 如 钢 （ ５ ０ ７ ０ ３ 第 ５ ２条 对 十 字 形 柱 和 Ｔ形 柱 给 出 ０ １ —２ ０ ） ． 了设 计计 算公 式 ， 没有 图 １ 所 示 Ｌ形 柱 的设 计计 但 ｃ 算方 法 ， 有关资料 查 阅也 未见这 方面 的研究报 道。 因
面 经 典 方 程 。进 而研 究 了 Ｌ形 柱 轴 向 受 压 的 承 栽 力 即 一Ａ 曲线 ， 以便 工 程 设 计 应 用 。
关键词 钢异 形柱 弹性薄壁柱理论
相 关屈 曲
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王 明 贵 ， ： 异 形 柱 弯 扭 相 关屈 曲研 究 等 钢
钢 异 形 柱 弯 扭 相 关 屈 曲 研 究
王 明贵 张 莉若
（ 国建 筑 科 学研 究 院 中
谭世 友
北 京 １ ０ １ ） ０ ０ ３
摘
要 用 弹 性 薄 壁 柱 理 论 ， 导 了开 口任 意截 面 柱 弯扭 屈 曲相 关 方程 ， 由此 简 化 到 单 轴 对 称 截 面 、 轴 对 称 截 推 并 双
此， 本文将研 究 Ｌ形钢异形柱承载力 。
工士
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ａ Ｔ形截面柱 ； ｂ一十 字形 截 面 柱 ； —Ｌ形 截 面 扭 屈 曲相 关方 程 如 图 ２所 示 的 Ｌ形 截 面 ， 有 对 称 轴 ， 于 任 没 属 意开 口薄 壁截 面 ， 柱 在 弯 曲变 形 的 同时 会 产 生 扭 其 转 。翼 缘 厚度 为 ｔ ， 板厚 度为 ｔ ， 面宽 为 ｈ ， １腹 ２截 １高 为 ｈ 。用 薄壁 柱 理 论 研 究 这 种 任 意 开 口截 面 柱 弯 ２ 扭 屈 曲 的假定 是 ： 性 小 变 形 、 弹 中面 的剪 应 变 为 零 、 各横 截面 的周 线不 变 形 即刚性 周边 。在 图 ２坐 标 系 中 ， ｚ轴 为柱 纵 向 ， 义 Ｄ Ｙｚ为 工 程 坐 标 系 ， 取 定 ｘｙ ｏｚ为 形 心 主 坐标 系 ， Ｏ为形 心 。在 结构 整 体 计 算
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