均布荷载作用下V形折板的稳定性计算.pdfVIP

维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第31卷 第 2期 2007年 4月 JOuRNALOFDAQINGPETROLEUM INSTITUTE Vo1．31 No．2 Apr． 2007 均布荷载作用下V形折板的稳定性计算 张文福 ，巨秀丽 ，王爱芳 ，李华锡。 (1．大庆石油学院 土木建筑工程学院，黑龙江 大庆 163318； 2．黑龙江科技学院 机械工程学院，黑龙江 哈尔滨 150027； 3．大庆石化总厂 物资公司，黑龙江 大庆 163714) 摘 要：将均布荷载作用下的V形折板简化为均质弹性等截面简支梁，推导了整体稳定临界弯矩 的理论公式．采用 有限元法对理论计算结果进行了验证，理论计算与数值计算结果相对误差均在士3 以内，表 明了理论公式的正确性．同 时，分析了跨度较大且板宽较大板 的误差相对于较小跨度较小板 宽板误差大的原因． 关 键 词：V形折板；临界弯矩 ；整体稳定 中图分类号 ：TU378．7 文献标识码 ：A 文章编号：1000—1891(2007)02—0062—03 V形折板结构作为开 口薄壁构件 ，其具有节省材料 、施工速度快、空间刚度大、抗震性能好 、制作简单 、 构件外形随意成型等优点．采用能量法计算薄壁构件的稳定性具有 明显的优越性 ，可以得到具有足够精 度的近似解．很多学者对于开 口薄壁构件的整体稳定性进行过研究 卜 ．文献1-43运用能量法研究了梁的 稳定性 ，提出了一种新的理论．拟 以文献1-4]的推导为基础 ，计算 V形折板的总势能，进而推导 V形折板 整体稳定的临界弯矩 ，并与应用有限元法计算获得的数值结果进行 比较． 1 整体稳定临界弯矩 V形折板的总势能方程 包括线性应变能U 、线性荷载势能w、非线性纵 向应变能U 、非线性剪切 应变能u 和非线性横向应变能U ，其弯扭总势能方程为 II—U4-UN。+u+u— 一专I[明 舰+GI04-2 一 2M +2QflO0一2Qyu0一q(。一口)02]dL ， (1) 式中：为截面剪心在其 自身平面内沿截面形心主轴z的位移；0为截面绕剪心的扭转角；E，G分别为弹 性模量、剪切模量；J为截面抗扭惯性矩，J一告∑ ；为考虑截面不对称影响的常数，以受压区加 大为正嘲，==：jAy(z+)c一。，。为截面剪切中心纵坐标，为截面绕z轴的惯性矩；Mz为截 面绕z轴的弯矩 ，M 一 (LZ--Z2)，Mo为跨 中最大弯矩 ，为简支梁纵 向坐标；Q 为沿 方向剪力， Q 一 (L一2)； 为沿 方向均布荷载 ；L为板跨度； 为荷载作用点纵坐标． 对于 V形折板 ，按受均布荷载作用 的简支梁计算 ，同时该粱绕 轴弯 曲和 z轴扭转，假定 一A s1n‘竿，=Bsin竿，A，B均为位移常数．根据最小势能原理得 望 OA—o，1I 塑 B—o—．fl 3 收稿 日期 ：2006—07—19；审稿人 ：鄂毅男 ；编辑 ：任志平 作者简介 ：张文福(1965一)，男，博士，教授 ，主要从事结构工程和防灾减灾工程方面的研究 ·62 · 维普资讯 第 2期 张文福等：均布荷载作用下V形折板的稳定性计算 即 田 A+4．28MOB一0， ] ‘