22第18章-屈曲分析-李立(編輯修改稿)
2025-07-22 05:27 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 應(yīng)。然后，定義屈曲分析工況Buck1（圖186），初始剛度來(lái)自DEAD工況。運(yùn)行分析。圖185 H型鋼柱模型圖186 定義屈曲工況4）查看結(jié)果。從顯示的屈曲變形（圖187）可以看出，第一屈曲模式（圖187左上）是弱軸方向側(cè)移的整體失穩(wěn)，第二屈曲模式是由柱頂轉(zhuǎn)動(dòng)引起的扭轉(zhuǎn)（圖187右上），第三屈曲模式是強(qiáng)軸方向側(cè)移的整體失穩(wěn)（圖187左上），第四屈曲模式是柱頂幾個(gè)角點(diǎn)的局部失穩(wěn)而引起的變形（圖187左下）。從表格輸出的結(jié)果（圖188）可以知道，最小屈曲因子約為241，即柱頂均布?jí)毫Φ那奢d為1241＝241N/mm2。圖187 第1～第4屈曲模式圖188 屈曲因子表【】平面鋼架的屈曲分析。如圖189所示結(jié)構(gòu)，其反對(duì)稱失穩(wěn)和對(duì)稱失穩(wěn)的理論屈曲荷載為。對(duì)比SAP2000的計(jì)算結(jié)果。1） SAP2000模型中鋼架的物理參數(shù)為E＝105 N/mm2，I＝106 mm4，L＝6 m。其理論屈曲荷載為：圖189 平面鋼架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2）SAP2000模型（圖1810左）中P＝1kN，計(jì)算結(jié)果如圖1810右邊所示。第一屈曲模式為反對(duì)稱失穩(wěn)（圖1810右上），第二屈曲模式為對(duì)稱失穩(wěn)（圖1810右下）。因此，P1＝ kN，P2＝ kN。SAP2000的計(jì)算結(jié)果與理論解十分接近，第二屈曲模式的結(jié)果誤差稍大一些，但也不超過(guò)1％。在建模過(guò)程中，鋼架單元的細(xì)分程度對(duì)計(jì)算結(jié)果影響較大，當(dāng)然分得越細(xì)越真實(shí)，但計(jì)算耗時(shí)也越長(zhǎng)，對(duì)于復(fù)雜模型需要綜合兩個(gè)因素合理選擇單元細(xì)分程度。圖1810 平面鋼架模型及其屈曲模式 非線性屈曲第二類穩(wěn)定問(wèn)題，在數(shù)學(xué)上歸結(jié)為一個(gè)非線性方程的求解。通常是把結(jié)構(gòu)的臨界荷載分成若干級(jí)荷載增量。就某一級(jí)加載而言，荷載－變形曲線中的相應(yīng)部分可近似地認(rèn)為是直線。于是一個(gè)總體表現(xiàn)為非線性的過(guò)程可以按若干個(gè)小的線性過(guò)程的迭加來(lái)處理，并且在每個(gè)增量步對(duì)應(yīng)的線性過(guò)程中計(jì)入該過(guò)程開(kāi)始時(shí)的全部軸向力影響和應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系，這種線性化處理的結(jié)果也能很好地逼近原來(lái)的非線性過(guò)程。實(shí)際上，工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問(wèn)題多數(shù)屬于第二類，因?yàn)閷?shí)際工程中的構(gòu)件不可避免地存在“初始缺陷”，結(jié)構(gòu)的幾何非線性和材料非線性對(duì)穩(wěn)定分析的影響也是客觀存在的。第一類穩(wěn)定問(wèn)題不考慮這些因素對(duì)臨界荷載的影響，只是將給定荷載放大λ倍，然后將其形成的結(jié)構(gòu)幾何剛度“一步到位”地
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