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1、薄壁截面杆件的自由扭转变形能力比较刘晓红(宁夏建设职业技术学院,宁夏银川750021)摘要:近些年建筑行业对薄壁杆件的应用在迅猛增加,薄壁箱型截面,对此我国专家首次在国内外提出复杂扭曲冷弯形成的各种杆件以及焊接、热轧薄壁杆件在钢结构中薄壁箱型构件的设计理论与工程构型方法,可见薄壁杆件比比皆是。本文进行对比研究相同材料用量下工字形、T应用前景广阔。扭转是工程中较为常见的一种现象,对薄壁截面扭转形开口薄壁截面杆和圆形、箱型、三角形闭口薄壁截面杆性能的研究是在试验和理论分析的基础上发展起来的。无在自由扭转时的
2、变形能力,分析了相同材料用量下工字形、论是开口截面还是闭合截面,根据支撑情况和加载方式的箱形和三角形薄壁截面杆高宽比对截面扭转变形能力的不同,扭转分为两类:自由扭转(轴向位移是自由的)和约影响。束扭转(轴向位移受到约束)。针对薄壁杆件自由扭转问题,关键词:薄壁截面杆件;自由扭转;扭转变形能力;高[1]鲁汉银、郭建华已经做出了相关研究,本文与其不同之宽比处在于:①鲁汉银等的研究仅限于三种闭合截面薄壁杆件,中图分类号:U442文献标志码:A[2-5]而本文增加了两种开口截面薄壁杆件工字型截面杆和文章编号:1
3、672-4011(2016)12-0055-03T形截面杆的研究,五种薄壁杆件自由扭转性能形成更鲜DOI:10．3969/j．issn．1672-4011．2016．12．026明对比;②鲁汉银等的文章从抗扭承载力方面研究薄壁截面杆件的扭转性能,而本文从扭转变形能力方面进行研究,TheComparisonofTorsionalDeformationCapacity通过变形能力可以使薄壁截面杆件的扭转性能对比更有说forThin-walledBarwithUnrestrainedTorsion服力。LIU
4、Xiaohong(NingxiaConstructionVocationalandTechnicalCollege,Yin-1基本假定chuan750021,China)[6]在薄壁杆件中,郝际平、钟炜辉和孙训方、方孝淑、Abstract:Inrecentyears,theapplicationofthin-walledbars[7]关来泰将平分截面壁厚的曲面称为薄壁杆件的中面。中intheconstructionindustry,suchastheformationofavarietyof面与杆件截面
5、的交线称为轮廓线或中线,中线或轮廓线描coldbending,weldingandhotrolledthin-walledbarsinthe述了横截面的形状,分析时常用中线表示截面。为了便于steelstructure,canbefoundeverywhere．Torsionaldeformation本文的研究计算,现作如下假定。capacityisstudiedcomparativelyunderunrestrainedtorsionforI1)为保证材料用量相同,本文五种薄壁截面杆件均为等直杆,其中
6、线长度均为s,杆件的截面面积为sδ。-shaped,T-shapedopeningthin-walledsectionandcircu-2)本文所分析的薄壁杆件采用统一壁厚δ。lar,box,triangleclosedthin-walledsectionwiththesame3)在杆件截面上作用有大小方向相同的扭矩T。materialconsumption．Andtheinfluenceofheight-to-breadthratioisanalyzedfortorsionaldeformationc
7、apacity．2研究所用公式Keywords:thin-walledbar;unrestrainedtorsion;torsional[7]根据郝际平、钟炜辉和孙训方、方孝淑、关来泰用deformationcapacity;height-to-breadthratio到的自由扭转公式如下:Ts0前言闭口薄壁截面等直杆单位长度扭转角:θ=2(1)4GAδT钢结构杆件在满足强度、刚度、稳定性要求的前提下,开口薄壁截面等直杆单位长度扭转角:θ=(2)GIt如能选择最佳截面来减少钢材损耗量、降低造价,将带来基
8、于以上假设,δ=δ=δ,其中A为闭口薄壁截面maxmin良好的经济效益和社会效益。而薄壁结构杆件恰好具有重中线所围面积。量轻、强度大、能充分利用材料的特点,所以各发达国家先后制定了关于薄壁结构的设计规范,我国也于1969年颁3薄壁杆件扭转布了《弯曲薄壁型钢结构技术规范(草案)》,1975年又颁布3．1圆形截面薄壁杆件(见图1)了TJ18-75《薄壁型钢结构技术规范》,1987年颁布了GBJ18-87《冷弯薄壁型钢结构技术规范》和2002年颁
