牛金龙 金志强

（1.上海市城乡建设和交通委员会科学技术委员会，上海200032；2.沈阳远大铝业工程有限公司，沈阳110027）

箱形截面扭转刚度的计算方法分析

牛金龙1，*金志强2

（1.上海市城乡建设和交通委员会科学技术委员会，上海200032；2.沈阳远大铝业工程有限公司，沈阳110027）

在工程应用中，采用箱形截面承受外力偶的作用，在极限状态设计中要对箱形截面的扭转角及扭转剪应力进行校核，但箱形截面的抗扭刚度采用经典的弹性力学解析解比较困难。采用有限元软件ANSYS和弹性力学薄膜比拟计算方法及材料力学简化计算方法分别针对矩形截面及箱形截面的抗扭转刚度进行了分析性对比，并绘出相应的曲线图，相应提出了三种计算方法的使用性范围，同时给出了相同厚度条件下ANSYS及弹性力学解析解计算扭转刚度比值δ随a／b的变化曲线，对工程的应用具有指导性意义。

力偶，箱形截面，抗扭刚度，有限元，薄膜比拟

1 引 言

在幕墙结构及其建筑结构工程应用中，由于结构设计上的要求，使矩形截面构件承受扭转外力偶作用，在对截面进行承载能力极限及使用能力极限要求校核时，要计算截面的剪应力和杆件的扭转角。但矩形截面构件的自由扭转不同于圆柱截面的扭转，由于轴向翘曲变形的存在，使得材料力学［1］方法在解决问题上遇到了很大的困难。针对这些问题，于海洋等［2］利用应力函数法求得的截面剪应力解析解表达式和运用有限元分析得到了关于截面控制线上的剪应力分布规律。……