基于屈曲模态的弹性压弯构件平面内二阶弯矩计算

目前,对于一般情形,结构工程师缺乏简便可靠的手段计算钢结构构件的二阶效应,采用大挠度大变形的直接分析法成为唯一选择。该文从一般情形的等截面等轴力压弯构件平面内受力的基本方程出发,证明了其屈曲模态的正交性以及各种可能平衡状态的稳定性,并首次采用屈曲模态分解法,得到了构件二阶效应的屈曲模态级数解。更进一步,结合构件屈曲荷载的分布规律,给出了实用的构件平面内二阶弯矩的估算方法,对典型受力状态的构件进行了算例验证,并对极端情况下的误差进行了分析。该文提出的屈曲模态分解法用于计算构件的二阶效应时,仅需利用其一阶分析结果、一阶屈曲模态和一阶屈曲荷载,简便可靠,可供工程师在计算钢结构构件平面内二阶弯矩时参考。