不锈钢U型管在弯矩和压力共同作用下,不锈钢U型管弯曲部分的应力和应变分布于纯弯构件不同,不锈钢弯管半径R点中性轴的位置发生改变。当不锈钢U型管轴压比增大时,中性轴的位置会进一步偏移,使更多的腹板部分承受压应力作用,这样腹板产生局部屈曲的可能性也相应增大,可以通过减小腹板的宽厚比限值来考虑压力增大对腹板局部屈曲的影响。
相对纯弯不锈钢U型管而言,压弯U型管截面翼缘的应力分布没有什么变化,因此其宽厚比限值与纯弯构件相同。轴压力不但会增大局部屈曲的可能性,与纯弯构件相比,还会减小抗弯承载力。一般采用与纯弯不锈钢U型管抗弯承载力和轴压构件截面抗压承载力有关的相关方程计算压弯不锈钢U型管的抗压弯承载力。
压弯不锈钢U型管的应力分布可以按不同的形式表示,在冷弯部分完全屈服情况下,可以认为靠近形心轴的中间部分腹板用于抵抗轴力作用,而靠近翼缘部分的腹板和翼缘则用于抵抗弯矩作用。所以当压轴比较小时,只有靠近截面形心轴的很小一部分没有用于抵抗弯矩作用,因而对截面抗弯承载力几乎没有影响。对于压弯不锈钢管,由于出现局部腐蚀,部分腹板可能失效,而准确的应力分布即复杂有难定,所以用于承受轴压力的腹板部分取在相对离中性轴较远的位置,所以,相对于截面,在同等轴压力作用下的抗弯承载力下降更多。
轴压力对不锈钢U型管受弯性能的典型影响,由于腹板的应力分布更为不利,其抗弯承载力(尽管有时下降很小)和转动能力都会下降。不锈钢U型管也可能同时受轴拉力和弯矩共同作用,采用和上面类似的方法,考虑其腹板屈曲的宽厚比限值可以提高(尽管通常从保守角度考虑而忽略),抗弯承载力与压弯不锈钢U型管类似,会下降。
不锈钢U型管受弯矩和轴力共同作用的情况更为复杂些,目前也很少有针对复合受力不锈钢U型管构件的设计指南,由于相对于中性轴位置的面积分布与冷弯弯曲部分不同,轴力作用会使抗弯承载力下降更多。有时采用偏于保守的假设,采用完全轴心受压构件的宽厚比限值来对这类构件截面进行分类,然后采用简单的轴力与弯矩相关方程确定承载力。而双向受弯和双向受弯矩与轴力共同作用不锈钢U型管的情况就更复杂,为了对不锈钢U型管进行分类和考虑局部屈服影响,一般要对弯矩绕每根主轴产生的应力分布分别单独考虑,强度则采用相关方程进行计算。http://www.ythtgc.com/