T形截面杆偏心拉伸的研究

付军辉，赵 文，任海龙，孙雅楠，王亚武，崔立平

(新疆大学 建筑工程学院,新疆 乌鲁木齐 830000)

当结构或构件受力时，作用在其上的力，一般不会严格地通过其截面形心，而是产生偏心拉压作用[1]. 偏心力作用对构件的强度、刚度有更严格的要求. 相同偏心力作用下，构件截面形式的不同，分析处理的方法就会有差别. 以下对T形截面杆件进行偏心拉伸试验研究，运用简便的方法完成对偏心拉伸中偏心力大小、作用方位和中性轴方程的确定[2-3].

已知T形截面杆件，左端固定，右端受大小为F力作用，其作用点为P点，如图1所示.

图1 T形截面杆受力情况

1 T形截面形心轴的确定

在求解问题前需要明确T形截面的形心位置，因为轴心所受拉力作用在形心，纯弯曲的中性轴是形心轴，确定形心对于解决本文研究的问题十分重要. T形截面杆的截面尺寸如图2，翼板宽a，肋宽b，梁高h1+h2. T形截面的对称轴为y轴，o为x-y轴交点，o′为T形截面形心，xc-yc轴为过o′的形心轴,h0为形心到腹板底部距离.

图2 T形截面杆的截面尺寸

在x-y轴组成的坐标系下其形心o′坐标表示为(xc,yc)，其中

xc=0，

后续所有计算均是在形心轴xc-yc组成的坐标系下来讨论.

2 偏心拉伸

确定了形心轴后，便可求出任一截面m-m上任一点A的正应力σ和外力F的关系. 偏心力F作用在位置P=(xF,yF)处，如图1所示.A点坐标为A(x,y)，如图2所示. 偏心拉伸等效为轴心拉伸和纯弯曲的组合

1)考虑纯弯曲

将偏心力F移至截面形心进行等效处理时会得到2个力偶，其力偶矩为

Mx=FyF，My=FxF.

(1)

纯弯曲时在A点引起……