来源:建筑钢结构网 作者: 时间:2009-12-22
关键词:
摘要：
摘要：
钢异形柱轴心受压承载力实用计算研究
王明贵 王晓瑜 陈章华
（1 中国建筑科学研究院 北京 100013）
（2 北京科技大学 北京 100083）
摘要 继文献[1]对L形截面钢柱的弯扭相关屈曲一般性方程研究，本文研究了L形截面钢柱轴心受压承载力实用计算方法，推导出了L形截面柱换算长细比计算公式，考虑了柱缺陷影响，给出了轴心受压稳定系数 ，从而得出L形截面柱轴心受压实用设计计算公式，并做了几组L形截面柱轴心受压承载力试验，验证了计算公式。
关键词 L形截面钢异形柱，柱初始缺陷分析，换算长细比，轴心受压
我们在文献[1]中提出了钢异形柱在住宅建筑中应用的思想，并利用薄壁构件理论建立了L形截面柱弯扭相关屈曲一般性方程，分析了理想直杆轴压特征值问题。本文将进一步研究L形截面柱轴心受压承载力实用设计计算公式，首先推导出L形截面柱换算长细比计算公式，再引入柱缺陷影响，给出了轴心受压稳定系数 ，从而得出L形截面柱轴心受压实用设计计算公式，再用试验进行验证所得计算公式。
1.引述
为了方便叙述，在此引进文献[1]有关任意截面柱弯扭屈曲相关方程：
[img]20089332741.gif[/img]
[img]20089321189.gif[/img]
这就是L形钢异型柱在轴心受压情况下的稳定方程，它是关于压力P的一元三次方程。我们将根据一元三次方程根的性质，求解它的根。
2.换算长细比
由文献[1]我们知道，方程（3）是齐次方程（4）的特征方程。
[img]20089359207.gif[/img]
[img]20089336174.gif[/img]
[img]20089350599.gif[/img]
[img]20089387427.gif[/img]
[img]20089323223.gif[/img]
[img]20089367525.gif[/img]
3.轴心受压实用计算公式
实际上，轴心受压柱的受力性能受许多因素影响，主要的因素有截面中的残余应力、杆轴的初弯曲、荷载作用点的初偏心以及杆端的约束条件等。这些因素的影响是错综复杂的，其中残余应力、初弯曲和初偏心都是不利的因素，并被看作是轴心压杆的缺陷，而实际结构中的受压杆件大都是存在着上述缺陷的，因此使
[img]20089394853.gif[/img]
[img]20089332322.gif[/img]
4.试验
取图3所示截面尺寸，制作了3组试件，长度分别为1.0m、2.0m和3.0m，每组两根。为确保加载到轴心，在柱端板上的柱截面形心处放置小垫块，荷载加在该垫块上。试验装置见图4所示。在柱中部翼缘上贴有应变片和安装了位移计，通过计算机随时记录应变和变形数值。试验之前先做了柱材性试验，实测出 以便有关计算引用。试验结果长柱有弯扭屈曲现象发生，短柱（1.0m）以弯曲屈曲为主，并有局部屈曲发生。三种长度柱的变形见图5、6、7所示，计算与试验结果对比见表1。P-λ曲线见图8所示。试验表明，试验值比计算值大，本文提出的实用计算公式（20）是合理的。
[img]20089338200.gif[/img]
[img]20089349774.gif[/img]
[img]20089395894.gif[/img]
参考文献
[1]. 王明贵，张莉若，谭世友，钢异形柱弯扭相关屈曲研究，《钢结构》Vol. 21,No.87, 2006.
[2] 陈绍蕃主编，高等学校试用教材《钢结构》，1986年3月.
[3]. 中华人民共和国国家标准，《钢结构设计规范》GB50017-2003。
4]. 赵爽，钢异形柱压弯组合实用计算研究，北京科技大学研究生论文，2008.
