H形截面轴心压杆的板件宽厚比限值

㈩
进 行弹 性非线性 分析 ，考虑板件 的局部稳定 和压杆 的整体稳定 的相互影 响。
本 文据此提 出一个 控制板件宽厚 比的新思路 ：在 考 虑初始缺 陷的条 件下 ，将 因板件局 部屈 曲而 减小 的
式 中，）（为嵌 固系数 ；Ｋ为 弹性 屈 曲系数 ；Ｅ为弹 性 模量 ；ｔ、ｂ分别为板件 的厚度和 宽度 ； 为泊松 比，钢 结构取 ｖ＝Ｏ３；卵＝Ｅ／Ｅ；（Ｅ 为切线模量 ）为弹性模量 折 减系数 ，可取 为Ｉ １：
【关键词 】宽厚比限值 ；ＡＮＳＹＳ；压杆 ；板件
【中图分类号 】ＴＵ３１ １ 【文献标 志码 】Ａ
【文章编号 】１００１—６８６４（２０１８）０３—００７０—０７
ＬＩＭ ＩＴＩＮＧ Ｗ ＩＤＴＨ—ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＲＡＴＩｏ ｏＦ ＰＬＡＴＥ ＥＬＥＭ ＥＮＴＳ ＩＮ Ｈ—ＳＥＣＴＩｏＮ ＡＸＩＡＬＬＹ ＣｏＭ ＰＲＥＳＳＥＤ Ｍ ＥＭ ＢＥＲＳ
压 杆承载力控制 在 ５％内 ，那 么可以认为在该 宽厚 比 下 ，局部 屈 曲对压 杆 的承载力 几乎 不产 生影 响 ，即此 时板件 的宽厚 比是合理的。本文通过 ＡＮＳＹＳ有限元分 析 的方 法计算 了 Ｈ形 截面 的压杆在 考虑局 部屈 曲影
７／＝０．１Ｏ１３Ａ （１—０．０２４８Ａ 鲁 ）告
（２）
式 中 ，Ａ为压杆 的长细比 ； 为屈 服应力 。 规范对于 Ｈ形截 面翼缘 ，取嵌 固系数 Ｘ＝１．０，弹
第 ３期
戎子涵等 ：Ｈ形截面轴心压杆 的板 件宽厚 比限值
７１
性屈 曲系数 Ｋ＝Ｏ．４２５；对 于 Ｈ形截面腹板 ，取嵌 固系数 件 出现微小 的局部屈 曲 ；而局部 屈 曲的产 生又会 改变
７０
低 温 建 筑 技 术
Ｌ（）Ｗ ＦＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
第 ４０卷 ３
ＤＯＩ：１０．１３９０５￣．ｃｎｋｉ．ｄｗｊｚ．２０１８．０３．Ｏｌ７
Ｈ形截 面轴心压杆 的板件宽厚 比限值
戎 子涵 ， 童 根树 ， 李 忠学
（浙江大学建筑工程学院 。杭州 ３１００２７）
ＫｅＶＷ ｏｒｄｓ：ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｗｉｄｔｈ—ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｒａｔｉｏ：ＡＮＳＹＳ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ｍｅｍｂｅｒｓ；ｐｌａｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ
０ 引 言
响和限制局部屈 曲情况下 的极 限承载力 ，并以腹板 彳Ｆ
现行钢 结构设 计规范 ｌｌ 在规定 轴心压杆 的宽 厚 上 述两 个承 载力 中贡献 的荷载 之 比和翼 缘贡献 的荷
【摘 要 】本文采用 ＡＮＳＹＳ有限元法分析了 Ｈ形截 面轴 心压杆 的板件 宽厚 比限值 。现行钢结构设 计规范对 Ｈ
形截面压杆采用 的等稳定原则将板件的局部稳定和杆件的整体稳定割 裂开来 ，忽略了两者 之问的相互影响 。运片｛
ＡＮＳＹＳ进行 弹塑性非线性分析 ，以新 的思路确定 了板件宽厚 比限值 ，并拟合 出了板件宽厚 比限值的计算公式。
屈 曲 ），从而改变最不利 的跨 中截 面的应力分布 ，不可 压杆的板件 宽厚 比限值就是按照这个准则确定 的。
避 免的使板件 出现微小 的局部屈 曲 ；而局部屈 曲 的产
板件 的屈 曲临界应 力 可表示为ｌ２】：
生又会改变压杆 截面的应力 ，从 而对压杆 的பைடு நூலகம் 体承载 力产生影 响。因此 ，决定压杆截 面的宽厚 比限值 ，应该
的整体稳定割裂 开来 ，忽略 了两者之 间的相互作 用 。
确定 轴心 压杆板 件 宽厚 比限值 的方 法之一 是 等
实际压杆 的情况 是压 杆存 在初始 弯 曲和残余 应力 等 稳 定性准则 ，即控制板件 的屈 曲临界应力 大于杆件 的
初 始缺陷 ，轴压荷 载一作用 ，就 出现弯 曲（微小 的整体 整体屈 曲临界应力 ，现行钢结构设计 规范对 Ｈ形截
比限值时 ，对 于 Ｈ形 截面采 用“等稳 定性 原则 ”，即控 载之 比均不小 于 ９５％为 控制条 件确 定 了板件 的宽 厚
制 板件 的屈 曲临界应 力大 于杆件 的整 体屈 曲 临界应 比限值 ，最后拟合 了板件宽厚 比限值 的计算公式。
力 。这种控制宽厚 比的方法将板件 的局部稳定和压杆 １ 等稳定·性原则
ＲＯＮ Ｇ Ｚｉｈａｎ，ＴＯＮＧ Ｇｅｎｓｈｕ，ＬＩ Ｚｈｏｎｇｘｕｅ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３ １００２７，Ｃｈｉｎａ）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｌｉｍ ｉｔｉｎｇ ｗｉｄｔｈ—ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｐｌａｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｈ —ｓｅｃｔｉｏｎ ａｘｉａｌｌｙ ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ｍｅｍｂｅｒｓ ｂｙ ＡＮＳＹＳ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｄｅ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃ— ｔｕｒｅｓ ａｓｓｕｍｅｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｅｑｕａｌ—ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｈ—ｓｅｃｔｉｏｎ ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ｍ ｅｍ ｂｅｒｓ，ｗｈｉｃｈ ｓｅｐａｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｌｏｃａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｐｌａｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ｍｅｍｂｅｒｓ．ａｎｄ ｎｅｇｌｅｃｔｓ ｔｈｅ ｎｌＵ— ｔｕａｌ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅｍ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ｎｅｗ ｉｄｅａ． ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｔｈｅ ｌｉｍ ｉｔｉｎｇ ｗｉｄｔｈ—ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｐｌａｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｂｙ ＡＮＳＹＳ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｅｌａｓｔｏ—ｐｌａｓｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ．ａｎｄ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｓ ｆ ｏｒｍｕｌａｓ ｆ ｏｒ ｔｈｅ １ｉｍ ｉｔｉｎｇ ｗｉｄｔｈ—ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｐｌａｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ．