双向压弯构件的承载问题是结构设计中经常能碰到的普遍问题,但是国内外对任意截面双向压弯构件弯扭屈曲研究较少。本文主要对任意截面双向压弯构件进行弹性稳定性分析,并利用有限元方法对典型的双向压弯构件如单肢单面连接角钢和单肢交错连接角钢柱进行弹塑性极限承载能力的分析。 首先,对任意截面的双向压弯构件进行弹性稳定分析。本文从薄壁构件几何非线性平衡微分方程出发,考虑了构件的力学边界条件和几何边界条件,在适当合理假定的基础上,对任意开口截面的双向压弯构件的弹性弯扭屈曲理论分析,得出了在轴力和双向弯矩共同作用下构件中任意截面两个横轴方向的弯曲变形u_x、u_y,和对纵轴的扭转变形φ,从而可以得到构件在荷载作用下的截面内力。 其次,对单面连接角钢进行弹塑性有限元极限承载力分析。本文比较了国内外规范对单面连接角钢压杆的设计规定,发现国内外对单面连接角钢承载能力的规定存在的较大的差异。并采用有限元分析方法,考虑了残余应力和初始缺陷等因素的影响,对单面连接角钢进行极限承载能力分析,得出单面连接角钢在荷载作用下,绕连接肢所在轴的弯曲变形起控制作用,且根据有限元分析数据提出了单面连接角钢的承载力设计公式,同时考察了角钢两端支承条件、荷载偏心、角钢肢宽厚比对极限承载能力的影响。 再次,对交错连接角钢的承载能力分析。本文通过有限元分析发现交错连接角钢在荷载作用下,截面发生绕弱主轴弯曲变形,而构件扭转变形可以忽略,角钢绕弱主轴的弯曲屈曲起控制作用,同时根据有限元分析数据提出了相对肢交错连接角钢的承载力设计公式。 Q345B矩形管 40*40*4 Q235B 八钢 4260 - - Q345B矩形管 50*50*5 Q235B 八钢 4260 - - Q345B角铁 50*50*5 Q235B 唐山正丰 4430 - 无货 Q345B镀锌角钢 63*63*6 Q235B 八钢 4300 - - Q345B方钢 70*70*7 Q235B 八钢 4260 -
