关 　 键 　 词 :轻钢结构 ;开口薄壁构件 ;约束扭转 ;程序设计中图分类号 :TU392.5 　　　　　　 文献标识码 :A1 　 引 　 言目前国内常用的轻钢结构承重体系包括 :焊接门式刚架结构体系、 冷弯薄壁型钢结构体系、 多层房屋轻钢结构体系、 金属拱型波纹屋盖体系等. 多层房屋轻钢结构体系主要采用冷弯薄壁型钢 ,它主要由 0.5 \ue002 3.5 mm 厚的普通钢板或镀锌钢板经冷压或冷弯而成 , 基本形状为 C 形、 Z 形和方管 (矩形) ,并可形成各种折皱和卷边、 拼成 I 形或 T形 ,以提高截面刚度和承载力[1]. 因为冷弯薄壁型钢的杆件截面符合薄壁构件截面的特点(δ / b ≤0. 1且 b/ l≤0. 1\ue0020. 2 ,其中δ- 为壁厚; b - 为截面最大宽度或高度; l - 为杆长;) ,并且由一块钢板经冷轧或冷弯处理而得. 因为多层住宅轻钢框架结构具有以上特点 ,它在进行程序设计和有限元软件受力分析时应该按照开口薄壁杆件来建立计算模型进行分析.本文建立了轻钢结构的单元刚度矩阵 ,并且编制了程序设计流程图 ,可将普通的钢结构设计计算软件修改为轻钢结构设计计算软件.2 　轻钢结构的构件受力分析开口薄壁构件受扭时 ,其横向截面的纵向翘曲受到约束 ,这类扭转称为约束扭转. 首先 ,设开口薄壁构件 z 处的考虑约束扭转时的截面总扭矩为L ( z) ,分布扭矩为 m ( z) ,扭转角为θ( z) . 由于L ( z) = Mw(z) + X(z)(1)其中 X( z) 为自由扭转剪应力产生的自由扭转扭矩; Mw( z) 为约束扭转剪应力产生的弯扭力矩;对于开 口壁 构 件 其 自由 扭 转 扭 矩为 : X( z)GJdθ ′ (z) ; 约束扭转剪应力产生的弯扭力矩为 :=Mw( z) = -E1Jwθ \ue002( z) . 所以有方程 : E1Jwθ \ue002( z) -GJdθ ′ ( z) = - L ( z) 将方程左右两边对 z求导并由m= - dL/ dz得 E1Jwθ \ue002(z) - GJdθ ″ (z) = m(z) 　其中E1Jw为截面的约束扭转刚度 , GJd为截面的自由扭转刚度. 再将方程左右两边同除 E1Jd, 并且令GJdl2/ EJw,则方程变为 :θ \ue002( z) - k2/ l2θ ″ ( z) = m ( z)/ E1Jw这个四阶常