佛山活动板房冷弯薄壁镶条的屈曲模式 - 广东松博建设工程有限公司

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佛山活动板房冷弯薄壁镶条的屈曲模式


佛山活动板房冷弯薄壁擦条有三种基本的屈曲模式:局部屈曲、畸变屈曲和构件的整体弯扭屈曲。在理想状态下,这三种屈曲均属于稳定分岔失稳问题图,但屈曲波长和屈曲后性能有所不同。
 
( a )局部屈曲
 
( b )畸变屈曲
 
( c )整体弯扭屈曲
 
第一种是局部屈曲。屈曲应力和屈曲时形成的半波长度有关,而半波长度与板件的抗弯刚度、截面的应力分布和边缘的边界条件有关。局部屈曲半波长度较短,在构件中常常形成许多凹凸不平的波段,屈曲后板件与板件之间的连接线保持着原来的直线,故构件截面的轮廓形状保持不变,因有薄膜效应,柔薄板件在屈曲后强度有很大提高,板件的几何缺陷对其影响较小。
 
第二种是截面的畸变屈曲,或称歪曲屈曲。活动板房屈曲时在受压板件的连接处发生转动,使相邻的板件产生位移,因而将改变原来的截面形状和轮廓尺寸。截面的畸变屈曲应力与形成的半波长度有关。畸变屈曲应力还与受压翼缘的抗弯刚度、扭转刚度、翘曲刚度、截面的应力分布和边界条件有关。畸变屈曲的半波长度适中,在构件中形成较少波段,屈曲后强度提高的幅度较小,几何缺陷对其影响较大。
 
第三种是构件的整体屈曲。包括弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭屈曲,构件屈曲时的半波长度最长,与受力和边界条件有关,屈曲后强度无明显提高,几何缺陷的影响较明显。
 
佛山活动板房工程中,当槽钢和Z形擦条的跨度在4-6m 时,一般设置1-2 个侧向拉条,当超过6m 时,一般设置两个及以上的侧向拉条。所以,一般认为,擦条构件的侧向支承由构造可以保证,因此,本文对擦条的整体弯扭屈曲不做详细研究。局部屈曲和畸变屈曲的位移都发生在受压翼缘,图中的局部屈曲点和畸变屈曲点分别是上翼缘均匀受压,腹板受纯弯作用以及L卷边非均匀受压时以截面边缘纤维压应力为标志的局部和畸变最小屈曲应力。如图所示,畸变屈曲应力明显低于局部屈曲应力。图中的整体弯扭屈曲点表示了构件的弯扭屈曲应力,此时,截面只有侧向和扭转位移,但是截面的形状不会改变。由于工程中,凛条的构造要求保证了擦条能够受到足够的侧向约束而不至侧向失稳破坏,因此,在研究冷弯薄壁擦条构件的性能的时候,研究人员往往更关心擦条的局部屈曲和畸变屈曲性能,对擦条的侧向稳定状态则由构造要求来保证。
 
已有研究表明,畸变屈曲的屈曲后强度相对于局部屈曲来讲较小,因此对于一些原本被认为是受局部屈曲控制的截面其最终的屈曲模式可能是畸变屈曲困。因此进一步的研究畸变屈曲对于准确指导工程实际具有重要意义。
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