刘伟龙

工程中常用的一些金属材料，它们的拉伸与压缩性能存在差异，即所谓的“S-D效应”[1］。在过去的工程实践中，人们认为材料是拉压同性的，按Mises准则或Tresca准则对塑性材料进行弹塑性分析时往往不考虑拉压性能的不同[2］。

近年来，考虑材料拉压性能不同的强度分析，在国内外文献中开始引起关注[3-6］。本文为了便于工程计算与应用，在研究钢箱梁的弹塑性性能时，将钢箱梁的材料本构关系简化成拉压屈服极限不同的理想弹塑性模型，对弹塑性发展全过程进行研究，得到了依赖于拉压比γ的弹性、塑性极限弯矩的计算公式以及弯矩与曲率之间的关系。通过几何参数变化，这些公式还适用于槽形、∏形等钢梁的弹塑性分析。

1 弹性、塑性极限弯矩

钢箱梁截面几何尺寸如图1所示。当整个截面处于弹性状态时，横截面上的正应力分布如图2a)所示。图2a)中σst表示材料钢材的拉伸屈服极限。

当截面上的拉应力达到σst时，弹性极限弯矩为:

当M＞Me时，中性轴偏离形心，偏离距离为e，如图2b)所示。图2b)中σst表示材料钢材的压缩屈服极限，令γ=σst/σsc≤1。这一阶段梁的受拉层纤维的应变继续增大，应力值保持为σst，塑性区逐步扩大。当受压层纤维的最大压应力达到σsc时，受压层纤维也逐渐进入塑性状态。根据如图2c)所示应力分布图，建立静力平衡条件，即:

整理可得:

其中，Ai，Si分别为底板、顶板及两悬臂板的面积和净距，i=1，2，3;A4为两腹板的面积;Ix为截面的惯性矩。在式(5)的推导过程中，考虑到偏心距是一个较小的量，略去了含有e2，e/h及e/h1的项。……