轴心受压构件的局部稳定

2023-01-03 10:03 陕西钢结构 华邦建设

　　轴心受压构件都是由一些板件组成的，一般板件的厚度与宽度相比都比较小，截面设计除考虑强度、刚度和整体稳定外，还需要考虑局部稳定问题。例如，实腹式轴心受压构件一般由翼缘和腹板等板件组成，在轴心压力作用下，板件都承受压力。如果这些板件的平面尺寸很大，而厚度又相对很薄时，就有可能在构件丧失整体稳定或强度破坏之前发生屈曲，板件偏离原来的平面位置而发生波状鼓曲。因为板件失稳发生在整体构件的局部部位，所以称之为轴心受压构件丧失局部稳定或局部屈曲。局部屈曲有可能导致构件较早地丧失承载能力(由于部分板件因为局部屈曲退出受力将使其他板件受力增大，有可能使对称截面变得不对称)。另外，格构式轴心受压构件由两个或两个以上的分肢组成，每个分肢又由一些板件组成。这些分肢和分肢的板件，在轴心压力作用下也有可能在构件丧失整体稳定之前各自发生屈曲，丧失局部稳定。

　　轴心受压构件中板件的局部屈曲，实际上是薄板在轴心压力作用下的屈曲问题，相连板件互为支承。比如工字形截面柱的翼缘相当于单向均匀受压的三边支承(纵向侧边为腹板，横向上下两边为横向加劲肋、横膈或柱头、柱脚)、一边自由的矩形薄板;腹板相当于单向均匀受压的四边支承(纵向左右两侧边为翼缘，横向上下两边为横向加劲肋、横膈等)的矩形薄板。以上支承中，有的支承对相连板件无约束转动的能力，可以视为简支;有的支承对相邻板件的转动起部分约束(嵌固)作用。由于双向都有支承，板件发生屈曲时表现为双向波状屈曲，每个方向呈一个或多个半波。轴心受压薄板也会存在初弯曲、初偏心和残余应力等缺陷，使其屈曲承载能力降低。缺陷对薄板性能影响比较复杂，而且板件尺寸与厚度之比较大时，还存在屈曲后强度的有利因素。有初弯曲和无初弯曲的薄板屈曲后强度相差很小。目前，在钢结构设计中，一般仍多以理想受压平板屈曲的临界应力为准，根据试验或经验综合考虑各种有利和不利因素的影响。

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