波形腹板工字形梁截面翘曲惯性矩的推导

Abstract

梁截面的翘曲惯性矩是梁平面外弯扭失稳和扭转变形分析的重要几何参数。对于梯形和正弦形波形腹板工字形截面梁,已有文献对其截面的翘曲惯性矩进行了推导,但由于推导过程中的假定不同,其结果存在差异。从截面翘曲惯性矩的定义出发,结合梯形和正弦形波形腹板工字形截面梁的受力特点,推导得到了梯形和正弦形波形腹板工字形截面梁的翘曲惯性矩计算公式,并从平面外弯扭失稳和扭转变形两个角度,与有限元数值计算结果进行了对比验证,也与其他学者推导的计算公式进行了比较。结果表明,在常用的波形尺寸范围内(波长为150～200mm,波幅为20～30mm),腹板不承受轴向力的理想受力状态可以得到保证。推导结果从理论上符合实际,在精度上也能满足工程需求。

Keywords

• 波形腹板
• 翘曲惯性矩
• 弯扭失稳
• 扭转变形