船用人孔蓋板試件厚度只適用于當材料有明確的應力應變曲線時,基于屈曲準則的穩(wěn)定性計算方法。彈性階段基于歐拉臨界力,彈性階段基于切線模態(tài)臨界力。通過增大系數(shù),考慮了初始偏心和初始彎曲等不利影響。邊緣屈服準則實際工程中的軸壓桿存在初始缺陷,與理想軸壓桿的力學性能有較大差異,不能用屈曲準則求解臨界應力。邊緣屈服準則以具有初始偏心和初始彎曲的壓桿為計算模型。當截面邊緣應力達到屈服點時,認為達到了承載能力極限。對于無殘余應力但帶有初始彎曲的船用人孔蓋板的軸心壓桿,考慮構件變形對力的影響,可以建立以應力A為臨界條件的Pemy公式,該公式本質上是一個強度公式而非穩(wěn)定公式,不表示軸心壓桿的承載能力極限。當邊繡纖維穩(wěn)定性在隨緣后還能繼續(xù)發(fā)展,壓力還能繼續(xù)增大,達到極限載荷時,部件不能維持平衡而變得不穩(wěn)定,這時載荷達到穩(wěn)定極限承載能力。這種計算準則稱為“大強度準則”。該準則仍以有初始缺陷的壓桿為基礎,荷載平面展開想象,以構件失穩(wěn)破壞時的軸向壓力值作為壓桿的穩(wěn)定極限承載力。
用此準則計算時,很難列出臨界力的解析式,但臨界應力可以用計算機用有效值法求解。方法常用有效值積分法求解,如壓桿撓度曲線法(CDC法)和反單位長度法等。臨界力公式是利用實驗數(shù)據(jù)推導出來的,公式的準確性與實驗數(shù)據(jù)直接相關,具有一定的局限性?!朵摻Y構設計規(guī)范》規(guī)定,實腹式和格構式軸心受壓構件的整體穩(wěn)定,應采用以下公式中G軸壓構件的穩(wěn)定系數(shù)計算(截面繞兩主軸的穩(wěn)定系數(shù)中較小者);N—軸向壓力的設計值;鋼材抗壓強度設計值軸心受壓構件整體穩(wěn)定計算公式與強度計算公式類似。在強度計算公式的基礎上,將荷載面的凈荷載表面積A改為總荷載表面積A,并使用不銹鋼井蓋增加軸心受壓構件的穩(wěn)定體系效應。需要注意的是,公式(412)左邊的表達式不是截面應力,只是強度計算公式的形式。
構件的整體失穩(wěn)是構件整體的性能,而不是構件某一表面的應力達到強度極限時的強度失效。關于強度和穩(wěn)定性的區(qū)別,請參考本章《鋼結構設計規(guī)范》。以初始彎曲為l/1000,根據(jù)大強度理論進行數(shù)值計算,計算出大量的q-A曲線(柱形曲線),不同的承載面形式,不同的截面尺寸,不同的加工條件和相應的殘余應力分布規(guī)律。這些曲線呈帶狀分布。根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計原理,將這些柱曲線分為A、B、C、D四組,取每組柱曲線的平均值作為代表曲線。柱曲線與國內實驗值對比如下。由于試件厚度較小,測試值一般較高,實際工程中發(fā)現(xiàn)不銹鋼井蓋試件厚度。軸心受壓構件的整體穩(wěn)定系數(shù)的計算值可根據(jù)設計時的表面類型、長細比A和鋼材使用強度F查表。軸心受壓構件的表面分類是基于柱曲線的歸納,與表面形式、屈曲方向(對應主軸)和加工條件有關。