軸心受壓構件的局部穩定
2023-01-03 10:03 陜西鋼結構 華邦建設
軸心受壓構件都是由一些板件組成的，一般板件的厚度與寬度相比都比較小，截面設計除考慮強度、剛度和整體穩定外，還需要考慮局部穩定問題。例如，實腹式軸心受壓構件一般由翼緣和腹板等板件組成，在軸心壓力作用下，板件都承受壓力。如果這些板件的平面尺寸很大，而厚度又相對很薄時，就有可能在構件喪失整體穩定或強度破壞之前發生屈曲，板件偏離原來的平面位置而發生波狀鼓曲。因為板件失穩發生在整體構件的局部部位，所以稱之為軸心受壓構件喪失局部穩定或局部屈曲。局部屈曲有可能導致構件較早地喪失承載能力(由于部分板件因為局部屈曲退出受力將使其他板件受力增大，有可能使對稱截面變得不對稱)。另外，格構式軸心受壓構件由兩個或兩個以上的分肢組成，每個分肢又由一些板件組成。這些分肢和分肢的板件，在軸心壓力作用下也有可能在構件喪失整體穩定之前各自發生屈曲，喪失局部穩定。
軸心受壓構件中板件的局部屈曲，實際上是薄板在軸心壓力作用下的屈曲問題，相連板件互為支承。比如工字形截面柱的翼緣相當于單向均勻受壓的三邊支承(縱向側邊為腹板，橫向上下兩邊為橫向加勁肋、橫膈或柱頭、柱腳)、一邊自由的矩形薄板;腹板相當于單向均勻受壓的四邊支承(縱向左右兩側邊為翼緣，橫向上下兩邊為橫向加勁肋、橫膈等)的矩形薄板。以上支承中，有的支承對相連板件無約束轉動的能力，可以視為簡支;有的支承對相鄰板件的轉動起部分約束(嵌固)作用。由于雙向都有支承，板件發生屈曲時表現為雙向波狀屈曲，每個方向呈一個或多個半波。軸心受壓薄板也會存在初彎曲、初偏心和殘余應力等缺陷，使其屈曲承載能力降低。缺陷對薄板性能影響比較復雜，而且板件尺寸與厚度之比較大時，還存在屈曲后強度的有利因素。有初彎曲和無初彎曲的薄板屈曲后強度相差很小。目前，在鋼結構設計中，一般仍多以理想受壓平板屈曲的臨界應力為準，根據試驗或經驗綜合考慮各種有利和不利因素的影響。
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