Effect of residual stresses on buckling and initial post-buckling behaviour of thin-walled columns

• Autorzy: Szymczak, C.

Warianty tytułu

PL

Wpływ wstępnych naprężeń na wyboczenie skrętne i początkowe zachowanie pokrytyczne prętów cienkościennych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The torsional buckling and initial post-buckling behaviour of axially compressed thinwalled columns with bisymmetric cross-section are investigated. The effects of residual stresses and continuously distributed restraints are taken into account. Two kinds of restraints are taken into consideration: the warping stiffeners and the torsional stiffeners partially preventing torsion of the column. The considerations are based upon the classical assumptions of the theory of thin-walled beams with nondeformable cross-section. The governing nonlinear differential equation is derived with aid of the condition of stationary potential energy. The initial post-buckling path is determined by utilizing a pertubation approach. Numerical examples dealing with an I column and a column with cruciform cross-section point out that a decrease of the critical buckling load due to the residual stresses is possible. However, the points of bifurcation established are symmetric and stable in all cases under investigation.

PL

W pracy przedstawiono analizę wyboczenia skrętnego i początkowego zachowania pokrytycznego ściskanych osiowo prętów cienkościennych o przekroju bisymetrycznym. Uwzględniono przy tym wpływ wstępnych naprężeń normalnych i dwóch typów stężeń równomiernie rozłożonych wzdłuż długości pręta: stężeń bimomentowych oraz stężeń poprzecznych częściowo zapobiegających skręceniu pręta. Analizę przeprowadzono, korzystając z klasycznych założeń teorii prętów cienkościennych o przekroju nieodkształcalnym. Nieliniowe równanie różniczkowe pokrytycznego zachowania się pręta wyprowadzono z warunku stacjonarności funkcjonału energii potencjalnej. Początkowe zachowanie pokrytyczne wyznaczono za pomocą metody małego parametru. Przykłady numeryczne dotyczące pręta o przekroju dwuteowym i krzyżowym wskazują na możliwość zmniejszania się sił krytycznych na skutek występowania wstępnych naprężeń. Natomiast punkty bifurkacji pozostają symetryczne i stateczne we wszystkich rozpatrywanych przypadkach.

Słowa kluczowe

PL

naprężenie wstępne; wyboczenie skrętne; pręt cienkościenny; ściskanie

• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 1998
• Tom: Vol. 44, nr 3
• Strony: 287-297
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., il.

Twórcy

autor

Szymczak, C.

• Gdańsk University of Technology, Departament of Civil Engineering

Bibliografia

• 1. C. SZYMCZAK, Buckling and initial post-buckling behavior of thin-walled I columns, Comput. Struct., 11, 481-487, 1980.
• 2. C. SZYMCZAK, Post-critical state of thin-walled I bar after torsional buckling [in Polish], Arch. Inż. Ląd., 25, 3, 399-411, 1979.
• 3. J.M.T. THOMPSON, G.W. HUNT, A general theory of elastic stability, John Wiley & Sons, London 1973.
• 4. V.Z. VLASOV, Thin-walled elastic beams [in Russian], Fizmatgiz, Moscow 1959.
• 5. K. RYKALUK, Residual welding stresses in chosen ultimate bearing capacity [in Polish], Prace Naukowe Instytutu Budownictwa Politechniki Wrocławskiej, 29, Wrocław 1981.
• 6. J. VALENTINO, Y.-L. PI, N.S. TRAHAIR, Inelastic buckling of steel beams with central torsional restraints, J. Struct. Engng., 123, 9, 1180-1186, 1997.
• 7. S.E. SVENSSON, C.M. PLUM, Stiffener effect on torsional buckling of columns, J. Struct. Engng., 109, 3, 758-772, 1983.