初始缺陷对钢结构厂房轴心构件有哪些影响

初始缺陷对钢结构厂房轴心构件有哪些影响？实际轴心压杆与理想轴心压杆不一样,它不可避免地存在初始缺陷。这些初始缺陷有力学缺陷和几何缺陷两种,力学缺陷包括残余应力和截面各部分屈服点不一致等;几何缺陷包括初弯曲和加载初偏心等。其中对轴心压杆弯曲稳定承载力影响最大的是残余应力、初始弯曲和初始偏心。

1.残余应力的影响

结构用钢材小试件的应力应变曲线可认为是理想弹塑性的,即可假定屈服点f,与比例极限f相等,也就是在屈服点f之前为完全弹性,应力达到f就呈完全塑性。从理论上来说,压杆临界应力与长细比的关系曲线(亦称柱子曲线)应如所示,即当≥√E时为欧拉曲线;当x√E方时,则由屈服条件控制,为一水平线。

但是,一般压杆的试验结果却常处于用“×”标出的位置,它们明显地比上述理论值低,在一个时期内,人们是用试件的初弯曲和初偏心来解释这些试验结果,直到20世纪50年代初期,人们才发现试验结果偏低的原因还有残余应力的影响,而且对有些压杆残余应力的影响是最主要的。

残余应力是钢结构厂房构件还未承受荷载前即已存在于构件截面上的自相平衡的初始应力,其产生的原因主要有：

(1)焊接时的不均匀加热和不均匀冷却,这是焊接结构最主要的残余应力。

(2)型钢热轧后的不均匀冷却:

(3)板边缘经火焰切割后的热塑性收缩

(4)构件经冷校正后产生的塑性变形

残余应力有平行于杆轴方向的纵向残余应力和垂直于杆轴方向的横向残余应力,对板件厚度较大的截面,还存在厚度方向的残余应力。横向及厚度方向残余应力的绝对值一般很小,而且对杆件承载力的影响甚微,故通常只考虑纵向残余应力。截面实际量测得到的纵向残余应力的残余应力分布图一般是比较复杂而离散的,不便于分析时采用通常是将残余应力分布图进行简化,得出其计算简图。结构分析时采用的纵向残余应力计算简图,一般由直线或简单的曲线组成,其中是轧制普通工字铜的纵向残余应力分布图,由于其腹板较薄,热轧后首先冷却,翼缘在冷却收缩过程中受到腹板的约束,因此翼缘中产生纵向残余拉应力,而腹板中部受到压缩作用产生纵向压应力、是轧制H。

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