板的局部屈曲及屈曲后极限承载力分析.docx
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1、板的局部屈曲及屈曲后极限承载力分析板的局部屈曲及屈曲后极限承载力分析 肖军 丛磊 王海城 郭湘 摘要:板的局部屈曲受截面类型控制,Eurocode规范根据板的局部屈曲的情况划分了四种截面,其中截面类型IIII的承载能力由于构件整体失稳而降低,类型IV截面承载能力因板的局部屈曲而削弱。针对类型IV截面,板的屈曲临界荷载及最大极限荷载进行了算例计算。研究表明:受压板首先发生局部屈曲,在屈曲区域退出工作后,外部框架继续承载直至材料屈服;屈曲后最大极限荷载较屈曲临界荷载提高约36%;考虑加劲肋的板的极限承载力较无加劲肋的板有较大程度的提高。 Abstract: The local buckling o
2、f the plate is controlled by the type of section. The Eurocode proposes four sections according to the local buckling of the plate, of which the bearing capacity of the type IIII is reduced because of the global buckling, and the bearing capacity of type IV section is weakened by the local buckling
3、of the plate. The buckling critical load and the maximum ultimate load of the type IV section plate are calculated. The research shows that: the local buckling of the compression plate is first occurred, and the external frame continues to bear until the material yield after the buckling region exit
4、;the maximum ultimate load after buckling is about 36% higher than that of the critical buckling load;the ultimate bearing capacity of plates considering stiffeners is greatly improved compared with those without stiffeners. 關键词:受压板;局部屈曲;屈服;极限荷载 Key words: compression plate;local buckling;yield;ulti
5、mate load 中图分类号:U442 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(20XX)15-0145-04 0 引言 屈曲是一种不稳定的现象,当宽厚比较大的薄壁板(平的或者弯曲的都有可能)承受轴向压力(即压缩)时,就有可能发生这种现象1。在一个特定的临界荷载下,板有可能在横向面外方向突然失稳。如果结构单元够粗壮,则其承载能力是由材料的屈服强度所控制,而不是屈曲强度。相反,如果结构长细比较大或者是薄壁结构,屈曲强度由所谓的长细比所控制屈曲长度与圆柱或者支柱整体失稳的回转半径之比,或者加载宽度与板局部屈曲的厚度之比。板的屈曲与受压柱或杆的整体失稳正好相反,也不同于梁的侧向扭转失稳,板的
6、局部屈曲有一种屈曲后的承载能力,即使得屈曲后进一步承载成为可能。一块内部超静定的板,在屈曲后不会马上发生崩溃,反而会达到一个更高的加载水平24。 一种增大长细比较大且薄壁形式板的承载力的方法是借助于加劲肋,它能最小化受压区的自由间距。薄板梁桥,或者船体主要在纵向和横向上进行加强,以提高其承载能力。倘若加劲肋足够强,板的屈曲就会被限制在加劲肋之间的区域。这些被加劲肋分隔开的板的最大承载能力取决于板的局部屈曲的同时,还应考虑板的屈曲后效应。 本文首先介绍欧规关于四种截面类型的分类,而后以未考虑加劲肋的板的屈曲临界荷载和最大极限荷载的对比分析来说明板的屈曲后强度储备,同时对比不考虑和考虑加筋的板的屈
7、曲临界荷载及屈曲后最大极限荷载分析来说明加劲肋对板的稳定性的影响。 1 四种截面类型 Eurocode规范5根据局部屈曲的情况划分了4种截面类型。区别各种截面类型的参数主要是各个构件的宽厚比。宽厚比的大小决定了塑性转动的能力,对于承受弯矩的主梁也就是其受拉侧伸长,另一侧压缩(有屈曲的可能)的能力。Eurocode规范规定的4种截面类型针对的是如下定义的受弯梁的情况。极限状态下最大的可能承载能力是由如下条件所决定(其中下标c表示最大承载能力取决于承受压应力的能力,即考虑局部屈曲的情况): (1) 1.1 类型I 截面足够的粗壮(足够小的宽厚比或者良好的塑性转动能力)以至于有可能在超静定结构中形成
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