带横向加劲板梁的侧扭屈曲

本验证研究针对 IDEA StatiCa Member 软件进行。目标是确保 LBA 和 GMNIA 的计算结果正确，且所有壳单元和各组件的有限单元均正常工作。模型几何形状基于布尔诺理工大学 AdMaS 中心所进行的试验。

数值模型在 ANSYS（一款通用有限单元法商业软件）中建立。采用钢材等级为 S235、长度为 3.3 m 的 IPE 180 工字梁。研究了两种边界条件：

• 固定端——一端所有节点完全固定（所有自由度均受约束），另一端除允许沿梁纵向移动外，其余条件相同
• 铰接端——仅约束梁腹板节点（允许侧向转动；一端固定所有位移，另一端允许沿梁纵向移动）

加劲板相对竖向轴倾斜 60 度。两块加劲板对称布置，相互间距可变。模型中未模拟焊缝，相邻网格节点直接合并。 

在 ANSYS 中进行了线性静力分析、线性屈曲分析以及考虑初始缺陷的几何与材料双重非线性分析。初始缺陷取为 L/300，其中 L 为构件长度（3.3 m）。

塑性应变如下图所示：

相应模型在 IDEA StatiCa Member 中建立。相关构件的截面选取尺寸较大且较短，以避免对被分析梁的结果产生影响。

结果对比见下表。F_Rd 为由 GMNIA 确定的侧扭屈曲承载力，w_y 为梁在最大荷载时跨中的侧向挠度，F_cr 为由 LBA 确定的临界屈曲荷载。加劲板位置表示加劲板在 IDEA StatiCa Member 中距左端节点的 X 坐标。

两款软件的计算结果吻合良好。IDEA Member 给出的临界屈曲荷载略低，侧扭屈曲承载力略高。

差异主要由加劲板的建模方式引起。在 ANSYS 中，节点在板件中心线处合并；而在 Member 中，加劲板较短，其端部止于板件表面，间隙由焊缝填充。因此，IDEA Member 中较短的板件比 ANSYS 中较长的板件略刚。