这一复杂现象存在多种形式。总体而言，可以区分结构构件的整体屈曲（受压细长柱、弯曲梁的侧扭屈曲）与板件的局部屈曲（受压或受剪）。当达到临界荷载时，构件形状转变为新的、能量上更为有利的形态：即发生屈曲。即使构件中的应力远低于所用材料的强度，屈曲也可能发生。继续加载可能导致显著且难以预测的变形，进而可能造成构件承载能力的完全丧失。
IDEA StatiCa 致力于帮助结构工程师处理钢构件的整体屈曲与局部屈曲问题。
节点的屈曲
屈曲通常不是节点设计中的主要问题，但应校核是否存在屈曲隐患，并验证仅采用几何线性分析的强度分析结果是否正确。当然，若采用了不当的构造做法，屈曲则很容易发生……
IDEA StatiCa Connection 能够对节点模型进行线性屈曲分析。分析结果以屈曲模态的形式呈现。针对每个屈曲模态，计算完美模型发生屈曲时的临界荷载。临界荷载以作用于节点荷载的倍数表示。用户可根据屈曲模态和临界荷载倍数，确定安全的屈曲设计方案。有关 IDEA StatiCa 中屈曲分析的一般信息，请参阅我们的理论背景。
您是否正在软件中查找屈曲分析功能？请参阅欧洲规范教程或AISC 规范教程。
与其他类型的分析不同，屈曲分析不能给出明确的通过/不通过结论。相反，荷载临界系数必须依据所遵循的规范进行解读。最终，由工程师判断分析结果是否满足要求。请参阅理论背景中的相应章节：按欧洲规范进行屈曲分析和按 AISC 规范进行屈曲分析。
对于发生在结构构件上的屈曲形态，以及节点中附加板件发生屈曲的形态，其限值也可能有所不同。该主题在以下文章中进行了介绍：整体屈曲与局部屈曲——有何区别？
另一个关于支撑节点屈曲分析及结果解读的示例，曾在我们的一次 Connection Wednesdays 网络研讨会中进行介绍。
IDEA StatiCa Connection 结果与其他工具的对比，可在验证算例中查阅。
薄壁（冷弯）构件的屈曲
对于薄壁截面，情况更为复杂……
IDEA StatiCa Connection 主要用于评估热轧构件节点，此类构件受屈曲影响相对较小。软件采用几何线性、材料非线性分析，以实现快速稳定的计算。然而，这种分析类型不考虑稳定性丧失的情况。若需研究稳定性行为，进行线性屈曲分析有助于识别危险区域，并提供欧拉分叉点的系数。
薄壁（冷弯）构件一文列出了在 IDEA StatiCa 中分析薄壁截面时需考虑的重要因素。此外，该主题也在薄壁构件——屈曲问题网络研讨会录像中进行了讨论。
- 进行线性屈曲分析，并仔细评估每个屈曲形态；所呈现的前 5 个屈曲形态可能并不足够。
- 不应依赖薄壁构件的塑性，而应将冯·米塞斯应力限制在屈服强度或更低水平。
- 注意未考虑的局部屈曲可能以不同方式重新分配各构件中的内力。
- 注意由于不同破坏模式或其组合，构件刚度可能有所不同。
- 注意所呈现的构件规范校核及构造要求（如螺栓、焊缝）遵循的是标准构件的设计指南。薄壁构件的规范校核可能有所不同，因此所提供的验算结果未必正确。
总体而言，IDEA StatiCa Connection 可用于模拟薄壁（冷弯）节点的行为，但完整的规范校核需借助其他工具，最终结论须综合多种方法和程序后作出判断。
构件屈曲
两年前，IDEA StatiCa 推出了一款专门用于评估整体结构构件屈曲行为的新应用程序。源自 Connection 软件的成熟先进的 CBFEM（基于组件的有限元模型）模型被引入 IDEA StatiCa Member，以执行不同层次的分析。借助该工具，可进行几何与材料双重非线性分析，甚至可考虑几何初始缺陷。
Member 的分析模型提供 3 种分析类型：
- MNA——材料非线性分析，用于校核构件沿长度方向各截面的应力/应变。
- LBA——线性屈曲分析（稳定性），计算线性特征值和特征模态（临界系数和屈曲形态）。工程师根据这些结果选择用于 GMNIA 非线性分析的模态，并输入几何初始缺陷值。
- GMNIA——考虑初始缺陷的几何与材料双重非线性分析，在材料和几何（含初始缺陷）双重非线性分析中评估构件沿长度方向的应力/应变。规范校核以 5% 塑性应变作为限值。
为熟悉 IDEA StatiCa Member 的基本原理，建议阅读 IDEA StatiCa Member 理论背景，以深入了解其功能。当然，也有多个视频展示了该工具的强大功能。您可以从入门网络研讨会开始：IDEA StatiCa Member——屈曲解决方案。
实用的 IDEA StatiCa Member 教程将帮助您从零开始或在 BIM 工作流中使用该应用程序。一些重要注意事项在使用 IDEA StatiCa Member 前须知网络研讨会录像及以下两篇文章中进行了讨论：边界条件的影响和初始缺陷。
新应用程序的验证工作已完成，相关研究成果已与高校团队联合发布。您可以查阅多个验证算例。
总结
在研究土木工程结构的屈曲问题时，始终需要发挥工程师的专业判断力。IDEA StatiCa 可为此提供有力支持。
- 对于钢结构节点的校核，IDEA StatiCa Connection 不仅能够校核应力/应变，还能分析最关键的屈曲形态及相应的临界荷载。
- 整体稳定性可在 IDEA StatiCa Member 中进行分析，该工具使结构工程师能够运行考虑初始缺陷的几何与材料双重非线性分析，以求得结构构件的屈曲形态和屈曲系数。
两款应用程序均提供 14 天免费试用。
