温度作用下钢柱屈曲性能分析_施明征

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1、第34卷第6期沈阳工业大学学报Vol.34No.62012年11月JournalofShenyangUniversityofTechnologyNov.2012殏檪檪檪檪殏檪文章编号:1000－1646(2012)06－0691－06檪殏建筑工程檪檪檪檪殏*温度作用下钢柱屈曲性能分析施明征，王方，冯飞，冯健，张晋(东南大学国家预应力工程技术研究中心，南京210096)摘要:为了讨论两端简支钢柱在温度荷载作用下的弹性稳定性，考虑了温度沿钢柱截面非均匀分布的影响，基于构件的非线性位移应变关系，利用能量原理推导了钢柱的非线性平衡方程及屈曲方程，给出了计算临界屈曲温度荷载的方法．由分析结果可知，温度变

2、化对钢柱的稳定性影响很大，当钢柱长细比较大时，即使温度变化值较小也能引起钢柱的屈曲;当钢柱温度变化沿截面均匀分布时，利用提出方法所求得的临界屈曲温度荷载与经典欧拉方法一致;当柱截面平均温度变化为零时，沿截面的不均匀温度分布不会引起钢柱的屈曲．温度沿截面的不均匀分布对于钢柱的稳定性是有利的，而且随着构件长细比的增大，沿截面温度不均匀分布对钢柱稳定性的有利作用增强．有限元验证结果说明所提出的方法可用于温度作用下钢柱屈曲性能的分析．关键词:钢柱;屈曲;温度荷载;弹性;虚功原理;长细比;非线性;临界温度中图分类号:TU311.2文献标志码:AAnalysisonbucklingperformanceo

3、fsteelcolumnunderactiontemperatureSHIMing-zheng，WANGFang，FENGFei，FENGJian，ZHANGJin(NationalEngineeringResearchCenterforPrestress，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract:Inordertodiscusstheelasticstabilityofasteelcolumnwithtwosimplesupportedendsundertheactionoftemperatureload，theinfluenceofn

4、on-uniformdistributionoftemperaturealongthecrosssectionofsteelcolumnwasconsidered，andtheenergyprinciplewasusedtoderivethenonlinearequilibriumequationsandbucklingequationsforsteelcolumnbasedonthenonlineardisplacement-strainrelationshipforcomponents．Inaddition，acalculatingmethodforthecriticalbucklingt

5、emperatureloadwasproposed．Theanalysisresultsshowthatthetemperaturechangehassignificanteffectonthestabilityofsteelcolumn．Whentheslendernessratioofsteelcolumnislarger，smallchangeintemperaturecanalsoinducethebucklingofsteelcolumn．Whenthetemperaturechangedistributesuniformlyalongthecrosssectionofsteelco

6、lumn，thecriticalbucklingtemperatureloadobtainedwiththeproposedmethodcoincideswiththatattainedwiththeclassicalEulermethod．Whentheaveragetemperaturechangealongthecrosssectionofsteelcolumniszero，thenon-uniformdistributionoftemperaturealongthecrosssectionwillnotcausethebucklingofsteelcolumn．Thenon-unifo

7、rmdistributionoftemperaturealongthecrosssectionisbeneficialforthestabilityofsteelcolumn．Moreover，withincreasingtheslendernessratioofcomponents，theadvantageouseffectofnon-uniformdistributionoftemperatu