哈工大钢结构设计原理-6.ppt

§6.4.2 双向压弯构件的稳定承载力计算 双向压弯构件的失稳形式 弯矩作用在两个主轴平面内的双向弯曲压弯构件，将发生弯扭失稳。 双向压弯构件的整体失稳的验算方法 弯矩作用在两个主平面内的双轴对称实腹式工字形截面（含H形）和箱形（闭口）截面的压弯构件，其稳定按下列公式计算： §6.5 实腹式压弯构件的局部稳定 §6.5.1 受压翼缘板的宽厚比限值 压弯构件翼缘的受力特点 主要承受正应力，应力状态与梁的受压翼缘基本相同，局部失稳形式也一样。 设计时采用弹性设计方法或者部分截面发展塑性的方法。 翼缘宽厚比限值 工字形自由外伸宽度与厚度之比以及箱形截面翼缘在腹板之间的宽厚比均与梁受压翼缘的宽厚比限值相同。 外伸翼缘板(γx=1.05或1.0) 两边支承翼缘板 §6.5.2 腹板的高厚比限值 工字形和H形截面的腹板 影响腹板局部失稳的因素 剪应力——以平均剪应力τ来表征。 τ=0.3σm (σm为弯曲正应力) 不均匀压应力——以应力梯度α0来表征。 σmax为腹板计算高度边缘的最大压应力，计算时不考虑构件的稳定系数和截面塑性发展系数； σmin为腹板计算高度另一边缘的应力，压为正，拉为负。 根据弹性稳定理论，在不均匀压力和剪力共同作用下的腹板（按四边简支板分析）弹性屈曲临界应力为： Ke为弹性屈曲系数，与应力梯度有关；h0为腹板计算高度，对于焊接截面h0=hw。 通常情况下，失稳时截面会有不同程度的发展塑性。根据弹塑性稳定理论，腹板的弹塑性临界应力为： Kp为塑性屈曲系数，与应力梯度和腹板受力最大边缘割线模量有关。 利用上式，并取临界应力σcr=235N/mm2。可得： λ—构件在弯矩作用平面内的长细比，当λ30时，取30；当λ100时，取100。 可见： 当α0=0时，上式与轴心受压构件腹板高厚比的要求相一致。 当α0=2时，上式与受弯构件中弯剪联合作用时的腹板高厚比基本一致。 箱形截面的腹板 箱形截面压弯构件腹板的屈曲应力计算方法与工字形截面的腹板相同。 但考虑到箱形截面腹板与翼缘采用单侧焊缝连接，其嵌固条件不如工字形截面，因此规定h0/tw的限值为上述公式的0.8倍。 当限值小于时 ，取 。 T形截面的腹板 当弯矩作用于T形截面对 称轴平面内，并使腹板 自由边受压时： (α较小时不作放大；较 大时适当放大) 当弯矩作用于T形截面对称轴平面内，并使腹板自由边受拉时，比轴心受压构件有利，为了方便，可采用与轴心受压构件相同的高厚比限值，即按式（6.5.9）和式（6.5.10）计算。 §6.6 实腹式压弯构件的截面设计 §6.6.1 截面形式 当承受的弯矩较小时，其截面形式与一般的轴心受压构件相同，可采用对称截面； 当弯矩较大时，宜采用弯矩作用平面内截面高度较大的双轴对称截面，或加大受压较大翼缘的单轴对称截面。 在满足局部稳定、使用要求和构造要求时，截面应尽量符合宽肢薄壁以及弯矩作用平面内和平面外整体稳定性相等的原则，从而节省钢材。 §6.6.2 截面选择及验算 压弯构件的截面选择方法 由于压弯构件的验算式中所牵涉到的未知量较多，初选截面时，可参考已有的类似设计进行估计。 一般初选的截面尺寸不一定合适，往往需要进行多次调整和重复验算，直到满意为止。 对初选截面需作如下验算 1. 强度验算 2. 刚度验算 3. 整体稳定验算 4. 局部稳定验算 §6.6.3 构造要求 与实腹式轴压构件相似，当h0/tw80时，为防止腹板在施工和运输中发生变形，应设置间距不大于3ho的横向加劲肋。 如果需要设置纵向加劲肋，同时也应设置横向加劲肋。 为保持截面形状不变，提高构件抗扭刚度，防止施工和运输过程中发生变形，实腹式柱在受有较大水平力处和运输单元的端部应设置横隔，构件较长时应设置中间横隔。 压弯构件需要设置侧向支撑时，如果截面高度较小，可在腹板加横肋或横隔连接支撑；如果截面高度较大，则应在两个翼缘平面内同时设置支撑。 §6.7 格构式压弯构件的计算 §6.7.1 弯矩绕虚轴作用的格构式压弯构件 格构式压弯构件当弯矩绕虚轴(x轴)作用时，应进行弯矩作用平面内的整体稳定计算和分肢的稳定计算。 弯矩作用平面内的整体稳定计算 弯矩绕虚轴作用的格构式压弯构件，截面中部空心，不能考虑塑性的深入发展，宜采用