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1、同济大学学报年第姆单角钢压杆的稳定计算沈祖炎胡学仁本文扼要介绍了如何用有限单元法分析轴心受压单角钢和单面连接单角钢压杆的极限承载能力。经与试验结果相比,证明理论计算有较好的精确性应用这个方法得出了轴心受压等肢和不等肢角钢的护一孟曲线和单面连接等肢和不等肢角钢压杆的中一久曲线可供设计使用本文还对钢结构设计规范的计算方法进行了评述、一概述、。,单角钢压杆常见于屋架塔架等结构中按照其受力的不同单角钢压杆可分为两大。,。类一类为轴心受力另一类为单面连接受力单面连接单角钢压杆很明显是一个双向压弯,,。,杆件再加上连接板的约束更增添了这类杆件受力的复
2、杂性轴心受力的单角钢由于杆件,,。不可避免地具有初弯曲其受力实际上也属于双向压弯同样也是比较复杂的正由于这个,,原因单角钢压杆的稳定计算长期来一直没有得到很好解决各个国家的设计规范对单角钢。压杆的计算规定也差别较大,本文采用有限单元法把单角钢压杆作为双向压弯杆件进行分析得到了具有初弯曲和残余应力的轴心受压等肢和不等肢单角钢压杆和具有初弯曲和残余应力在端部具有约束的单面,。连接等肢和不等肢单角钢压杆的甲一久曲线供设计时应用、川二分析方法。,单角钢杆件的分析应采用开口薄壁杆件理论当采用图所示坐标系统和符号规定且,口薄壁,用有限单元法进行分析时
3、开杆件在弹性阶段空间受力并考虑几何非线性因素单元的广义位移和广义力之间具有下列关系·。。。。【〔,〕〔〕」笼‘,、夕,。,图中轴为单元的局部坐标系和轴为截面的主轴图中所示的量均为正号,二,夕,,,,,为轴向压力和为绕主轴和轴的弯矩为扭矩为双力矩和口为,,。剪力为单元长度下标二和表示单元两端节点的编号本文收到日期年月日么,了往“了到乙了夕一,工石图了。,,式中的〔〕为薄壁杆件的线性单元刚度矩阵〔,〕为几何刚度矩阵它们分别为一,〔」一﹄飞一一〔〕。。〔〕口。一。〕一〕。。。〔〕〕〕。,。。。。〕〕〕,,,和,刀在式和中和为材料的弹性模量和剪切
4、模量为截面绕主轴和,。,。。轴的惯矩为截面的主扇性惯矩为截面的抗扭常数或圣维南常数。‘,一〔〕〔。。一。一,、一。,〔〕夕〔〕〔口〕。。一〔〕。二。,,。二〔〕〔〕〕,。,一,。,,一二一,。,〕〔〕,“。,,,,。二〔〕〕〔〕〕〔。。“一,二〕禹,若天夕。·〕十〔·〕。〔凡〕鲁令一·一〔,。〔。·」】。。〕。〕。鲁令夸土。。。,,,、,口丁一几不一心上以。下、“,一人。,‘甘,‘一,一。〔。。,〕卜〔,,〕式中的广义位移矢量和广义力矢量分别为。。,,十,,。,”,二,,,刁〔认策益漏。,,,盆氛〕一︸。一,二⋯,赵。十毖夕二《二,’⋯一
5、,十⋯一︸,。‘’“二。。魂二”。〕,《‘’一恶二二一。。。⋯。。‘。〕口〔〕脚口,一。。十一⋯,”,,式中和为截面的剪力中心沿主轴和,轴方向的位移为截面的转角这些“’”。之量的上角表示对变量的一阶导数,,二,。。。式中和‘为沿和,轴方向的均布荷载为均布扭矩笼卜和为洽,。。和轴方向的初位移列矩阵王卜为初扭角列矩阵。。,“二,。‘十,,十,乞〕。。〔。。,,。二,。。耐,。,〕石乞。〔。。,。,。。十,口屯,夕认〕、在式和中自一八了八」几﹄,二丝扩‘一。一尸〔〕一一一扩一二一一。一主、一一一︷一一一一上一口土︺,一卜叭月了上一﹄“八一八︸一
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7、中外荷载和分别,,。。。,为和作用点在和夕轴上的坐标和夕为剪力中心的坐标在式中。为扇,口,。性坐标为残余应力二,对于均布荷载和‘式成为··。一《。一·。·‘。〔卜一,〔〕‘。。一》,〔〕音音。,尸,,二,。,,尸。。,。。,,一,二乙乙一一一夕一乙一,,乙‘一瓦下七乙‘乙一乙乙。,,,,,,,,、,一·《。‘。二一〕,「〕“以,、‘,二一‘,,’’乙’‘’宁“百晋,尸,,,,。,二。。,。。。二石丁,乙一一二、万如乙工十‘乙乙」一乙乙一乙石。·一·二。。。·。一·〔〕‘。。一,,〔〕。〔〕。〔〕合。·一·,二二一,。·。一。·。〔口〕‘。
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