T形截面钢压杆整体稳定计算的折算长细比法

熊晓莉

(河南工业大学土木建筑学院，河南郑州450001)

0 引言

按照弹性稳定理论，T形截面压杆与其他单轴对称截面一样，当压力作用在截面形心时，构件绕其对称轴发生弯扭屈曲.而当压力作用在截面的剪切中心时，T形截面压杆绕其对称轴发生弯曲屈曲或扭转屈曲.自从上世纪六十年代开始，这一特点就逐渐广泛地被国内外研究人员所认识［1-4］.在 2004 年和 2007 年，陈绍蕃［1-2］提出了下述观点:T形截面压杆具有如下特性，即当压力由截面形心移至剪切中心时，其绕对称轴失稳时的承载能力将得到提高.然而，文献［5］进行ANSYS有限元分析后证明该结论不正确.

笔者从以下两方面进行研究:一方面，以我国《钢结构设计规范》(GB50017—2003)［6］的设计方法为基础，提出计算T形截面压杆设计承载力的新方法——折算长细比法，该方法与文献［1］中的方法和规范中的方法均有所不同;另一方面，既然T形截面压杆的设计承载力也能通过ANSYS有限元分析获得，笔者将对比新方法、文献［1］方法和规范方法的计算结果，证明新方法的合理性.

1 T形截面压杆的屈曲临界力

由弹性稳定理论可知，忽略对称轴平面内的失稳，如图1所示的T形截面的两端铰支轴心压杆绕其对称轴y轴发生弯扭屈曲，其屈曲临界力Pyz可由下式获得［1-4］

式中:i0为截面对剪心S的极回转半径=+;e0为截面形心至剪心的距离;ix，iy为截面绕x轴，y轴的回转半径;PEy为欧拉临界力，PEy=π2EIy/l2;Iy为截面绕 y轴的惯性矩;E为材料的弹性模量;l为杆件的计算长度;Pz为轴心压杆的扭……