球罐的拉杆到底能不能承压？应该怎么研究这个问题？

    最近VIP学员和笔者在集中讨论球罐拉杆的承压问题。

    本号强调：拉杆是否能承压取决于拉杆承压的失稳临界载荷。

    对钢结构设计专业来说，计算一个轴心受压构件的失稳是很简单的事情。但本号的VIP学员可能不具备这种背景。

    本文通过一个经典案例，计算拉杆的失稳临界载荷与抗压刚度。

    实际拉杆的设计形式多样，本文案例更重要的价值是提供一个可行的研究方法和思路。

    特征值屈曲分析可以获得拉杆(压杆)的失稳临界载荷。

    拉杆的临界载荷为92831N，截面面积为3848.3mm^2。

平均压应力为：24MPa

    实际拉杆由于初始弯曲，残余应力等影响，拉杆的实际失稳压应力会远小于24MPa。

    初始弯曲量对拉杆的失稳载荷和抗压刚度有非常明显的影响，下文对此展开研究。

    通过特征值屈曲分析引入初始弯曲量，进行几何非线性材料线弹性的静力学分析。

    分别引入1/1000，2/1000，3/1000，4/1000的初始弯曲量。换言之，10米的直杆分别引入1厘米，2厘米,3厘米，4厘米的初始弯曲量。

    可以看出，拉杆的初始弯曲量越大，抗压刚度就越差。对于1/1000的初始弯曲来说，大约在20000-30000N，拉杆的抗压刚度开始明显下降，对应于压应力为5-7MPa。

    本文案例的拉杆不宜承受压力载荷。但拉杆的设计形式多样，具体问题需要具体分析。总结来说，通过两个方面可以判断拉杆的承压能力：

    1）拉杆的失稳临界载荷；

    2）考虑实际缺陷等因素，拉杆的抗压刚度；