1.一种薄壁梁约束扭转极限承载力迭代计算方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤S1,根据截面中扶强材,纵骨等构件的位置,将薄壁梁截面离散成一系列独立无相互作用的板格,建立薄壁梁截面单跨计算模型;
步骤S2,按照板格的材料屈服强度和尺寸,计算板格的柔度和极限剪应力,构建板格的剪应力与剪应变函数关系;
步骤S3,给定薄壁梁扭转角,计算相应的板格应变,根据剪应力剪应变函数关系求出板格的剪应力,并求出剪力;
步骤S4,计算板格对横截面型心的力矩,累计所有板格的力矩,得到在给定扭转角下薄壁梁截面约束扭转的扭矩;
步骤S5,增加扭转角,重复步骤S3、S4进行迭代计算,以迭代计算过程的扭矩的最大值作为薄壁梁约束扭转的极限承载力;
所述步骤S2中,板格的剪应力剪应变函数关系与板格的极限剪应力和柔度有关;
柔度计算公式如下所示:
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式中β为板格的柔度;ReH‑P为板格的材料屈服强度,N/mm;E为弹性模量,N/mm;t为板格厚度,mm;b为板格短边长度,mm;
对于四边简支的板格极限剪切强度τCR:
式中,τCR为板格的极限剪切强度;Cτ为屈曲折减因子,有:λ为板格的参考长细比,有:
K为屈曲因子,有:
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σE为板格的参考应力,N/mm;
2
式中,E为材料弹性模量,N/mm;t为板格厚度,mm;a、b分别为板格长度和宽度,mm;
板格约束扭转时剪应力与剪应变函数关系:
式中,γE为单元应变,γy为单元达到屈服时的应变,由下式确定:
2.根据权利要求1所述的薄壁梁约束扭转极限承载力迭代计算方法,其特征在于,所述步骤S1中,建立薄壁梁截面单跨计算模型是基于以下假设:(1)薄壁梁横向框架有足够的强度和刚度,扭转破坏发生在一跨间;(2)薄壁梁截面可离散成一系列无相互作用的独立板格。
3.根据权利要求1或2所述的薄壁梁约束扭转极限承载力迭代计算方法,其特征在于,所述步骤S3中,给薄壁梁一个扭转角,根据板格到截面型心的距离,计算在初始扭转角下每一块板格的应变,根据剪应力剪应变函数关系曲线求出每一块板格的剪应力,乘以板格面积得到每一块板格的剪力。
4.根据权利要求1或2所述的薄壁梁约束扭转极限承载力迭代计算方法,其特征在于,所述步骤S4中,已知板格在设定扭转角下的剪力,计算板格对横截面型心的力矩,累计所有板格的力矩,得到在初始扭转角下薄壁梁截面约束扭转的扭矩。
5.根据权利要求1或2所述的薄壁梁约束扭转极限承载力迭代计算方法,其特征在于,所述步骤S5中,增加扭转角,重复步骤S3、S4进行迭代计算,输出扭转角与约束扭矩的迭代曲线图,以迭代计算过程中的最大值作为薄壁梁约束扭转的极限承载力。