5.6 】 构件中的受压板件!
【
,5.6?。。.1: 本条所指—的加劲板件即为两】纵边均与其他板【件相连?接的板?件;部分加》。劲板件即为一纵边与!其他板件相连接另】一纵边由符》合第5.《6.4条要求—的卷边?加劲的板件;非加】。劲板件即为一纵边】与其他板件相连【接另一纵边为自由边!的,板件例如《箱形:。截面构件《的腹:板和翼板都是加劲板!件;槽形截》面构件的腹板是【加劲板件翼》缘是非加劲》。板件;卷边槽—形截面构件的腹板】是加劲板件翼缘【是,部分:加劲板件
—
根!据上海交通》大学、湖南》大学和南昌大学对箱!形截:面,。、卷边槽形截—面和槽形截》面的轴心受压、偏】心受压板件》的132个试验所得!数据的分析发现不论!是哪一类板件都具有!屈曲后强《度都可以《采用有效截面的方】式进行计算因—此本次修改不再采用!原规范第4》.6.?4条关于《非加劲?板件及非均匀受压】的部分加劲板件【应全截面有》效的规定《
【 板件按有效宽!厚比计算时》有效宽厚比除与板件!的宽:厚比、所受应—力的大小《和分布情况、板件纵!边,的支承?类,型等:因,。素有关外还与邻接】板件对它的约束【程,度有关原规范在确定!板件的有效宽厚【比时没有考》虑邻接板件》的约束影响本—条,对此做了修改增加了!邻,接,板件的约束影响【
?
《 , 以上两点—是本:次修改时根据试【验结果对本条所【做的:主要修改
【
由于!考虑相邻板件的约束!影响后?确定板?件有效宽《。厚比:的,参数数目又有增【加如仍?采用列表的方式确】定板件的有》效宽厚比表》格量将大幅增加【于使:用不便因此本条采】用公式确定板件的有!效宽厚比
!
根据对】试,验数据的分析对【于加劲板件、—部分加劲板件和【。非加劲板件的有效宽!。厚比的计《算都可以采用一个统!一的公式即公—式5.6.1-1至!公式5.6》.1-?3公式中的计算【。系数ρ考虑了相【邻板:件的约束影响—、板件纵《边,的支承类型》和板件?。所受:应力的大小和分【布情况?
:
】
式【中 k板件受压稳定!系数与板件纵边的】支承:类型和板件所受【应力的分布情况有】关,。;
?
,
:
《 ? k1板—组约:束系数与《邻接板件的约束【程度有关;
】
《 【 m受压《板件边缘的最大控制!应力(N/mm2)!与,板件所受力》的各种情况有关
】
?
如【计算中不考虑—板组约?。束影响可取板组【约束系数k1=【1此:时计算得到的—。有效宽厚比的值与】原规范的基本—相符
【
《 目前国际上—。已有不少《国,家采用统《。一的公式计算加【劲板件、部分加劲】。板和非加劲板—件的有效《宽厚比而统一公式的!表达形式因各国依】据的实验《数据而?有所不同
【。
— 本次修改对受【压板件有效截面的取!法及分布位》置也做?了修改?(见第5.6.5条!),规定截面的》受拉部分全部—有,效有效宽度按一定比!例分:置在受压的》两,侧,因此有效宽厚比计算!公,式5.?6.1-1》至公式5.6.1】-3的右侧为板【件受压区《的,宽度bc《即有效宽厚比—。用受压区宽厚比的一!部,分来表示
】
: 有效宽厚】比的计算公式由三】段组成第一段为当b!/t:≤18αρ时板件】全部有效;第三【段为当b/t≥38!αρ:时板件的有效宽【厚比为一《。常数25αρ;第】二段即?18αρ<》b/t<38αρ时!为过渡段衔接第一】。段与第?三段对于均匀受【压的加劲板件(即】α=1?。ρ=:2,bc=b)当b/】t≤:36时板件全部有】效,;当b/t≥—76时?。板件有效宽厚比为常!数50原规范—为当b/《t≤:。30:时板件?全部:有效;?。当b/t≥60时】板件有效宽厚—。比为常数45;但】当b/t≥130后!板,件有效宽厚》比又有增加》原规范的数值是根】据当时所做试验结果!制订的当时箱—形截面?。试件是由两槽形截面!焊接而成由于焊接】应力较大使数—值有所降低考虑到】目前型?材供应的改善—焊接应力会相应降】低这次修改对数值】适当提高美国—和欧洲规《范的数值《。为,当b/t≤38时板!件全部?有效;当b/t很】大时板件有》效宽厚比渐近—。于56?.8;当b/t【=76时有》效宽厚比《为,47.?5相当于本规范的9!5,%因此?本规范的数》值与美国和欧洲【规范的?比较接近《
—5.6.2 — 本条给《出了第5《.6.?1条有关《公式中需要的板件受!压稳定系数k—的计算公式》这些:公,式,均为根据薄板—稳定理论计算的结】果经过回归得到【的,
,
5—.6.?3 : 本条给出》了第5.6.1条有!关公:式中需?要的板?组约束系数》k1的计算》公式板组《约束系数《与构件截《面的:形式、截面组成的】。。几何尺?寸以及所受》的应力大《小和分布情况等有关!根据上海《。交通大学、湖南【大学和南《昌大学对箱形截面】、带卷边槽》形截面?和槽:形截面的《轴心受压、》偏,心受压构件132个!试验:所得数据的分析发现!不同的截《。面形式和不同的受】力状况时板组—约束系?数,。是有区别的但对于】常用的冷弯薄壁型钢!构件的截《面,。。形式:和,尺寸其变化》幅度不大《考,虑到构件的有效【截面:特,性与:板组约束系》数,。的关系并不十分【敏感为了使用上的方!便,。。对加:劲板件、部》分加:劲板:件和非加《。劲,板件采用了统一【的,板组约?束系数计算公式
!
— , 板:件的:弹性失稳临界应力】为
》
,
,
!。。 ,式中 k板件的受压!稳定系数;
【
,
《 【 E弹性模量—;
—
, 】 μ泊桑系数;【
! : b板—件的宽度;
【
【 t板】。件的厚度《
【 式(3)表明!板件的临《界应力?与稳定系数》。k和宽?厚比b/t有关为】了简:便,式(3)可表示为】。
,
!
: ? 图:3表示一由》板件:组成的卷边》槽形截面《。腹板宽度《为,。ω翼缘宽度为f厚】度均:。为t作用于腹—。板的板组约束系【数用:。k1w表示》作用于?。翼缘的板组约束【系数用k1f—表,示,腹,板的弹性临界应力】σcr?w和翼缘的》弹性:临界应力σcrf】可分别用下式—表示
!
!
:图3 卷《边,槽形截面
》
《
当考虑板!组稳定时应由—σcrw=》σc:rf:将式(5)和式【(6)代入则有
】
?
:令, ? 》
得! —
》
:
》 式(9)—表示按?板,组弹性失《稳时两块相》邻板的板组约束【系数之间的应有关系!即翼缘的板组约束】系,数k:1f:。和腹板?的板组约束》系数k1w》之间应有的关系【
》
》本条在根据试验【数据拟合板》组约束系《数k1的《计算公式《(3:)至公式(5)【时也考虑了公—式,(,9)所表示的关【系
! 表1至表6是试!验数据与《按第5.6.1【条至第5.6—.3条的规定计算】得到的理论结果的】比较表中《。还列出?了按原规范和按美】国规范的计》算结果比《。较结果表《明这次修改》是比较?满意的
】
表1 34—根箱形截面试件的】试验结果Nt与各】种方法?。计算结果Nc的比】较Nt/Nc
【
,
,
】
表2 13根短】柱、22根长柱【卷边槽形截面最大压!应力在支承》边的试件的试验结】果,Nt:与各:种方法计算结果N】c的比?较Nt/Nc—
【
表3【 8:根短柱、7》根,长柱卷边槽形截面】最大压应力在卷边的!。试件的?试验结果Nt与各种!方法计算结果N【c的比较《Nt/Nc
【
》
?
表4 14根】槽形截面最》大压应力在支承边的!试件的试验结—果Nt与各种方法计!算结果Nc》的比较Nt/—Nc
!
》表5: 24根《槽形:截面最大压应力【在自:由边的试件的试验】结果:Nt与各种方—法计算结果Nc的比!较N:t/Nc
】。
—
表6 10【根槽形截面腹板非】均匀受压试件的试验!结果Nt与各种方】。法计算结果Nc的】比较Nt/Nc
】
,
:
,。
》
: 表1—至表6?表明:与试验?。。结果相比考虑板【组约束与不考—虑板:组约束的计算结【果在平均值》与,均方差方面差别【不大但在某》些情况下两者—。可以有较《大差别不考》虑板组约束有—时会:偏于:不安全有时则会偏】。于过分保守可—由,下列两例看》出
】。 例《1箱形截面轴心受压!
?
:
: 1.不考虑板!组,约束
!
《
— , 长边b/t=】12:0>38ρ=76b!e/t=5》0,
?
— 故:Ae=?(,。2×20+2×5】0)t2=》140?t2:。
】 :2.考虑板》组,约束
》
,
k【=4:kc:=4=1《bc=?bα=1σ1=20!5
【 ? k1计算
【
— 长边ξ=20】/120《=1/6k1=【。1/=?2.5?>1.7取1.7】
:
》 : 短边ξ=》120/20=6】k1=0《.,11+0.93【/(ξ-0.05)!2=0.136
!
b!e/t?计算
—
长边】ρ==2《.6b/t》=120>38【ρ=99b》e/t=25ρ【=6:5
【。 短边—ρ==0《.7418ρ=13!<b/t《=20<《。。38ρ=2》8
:
—
》 《故A:e=(2×》16+?2×65)t—2=162t2
】
】 ,结论不考虑板—组约束?。过于保守
】。。
例【2箱形?截面轴心受压
!。
《 1.不—。考,虑板:组约束
! k=4【k1=1σ》1=2?05ρ=2
!
,
短—边b/?t=76=3—8ρ:=76be/t【=2:5ρ=50》
】 , ,
— 2.考虑板!。。组约束
—
》 k=4k—c=4=1bc=b!α=1σ《1=205
【
— , k1计算》
【。 长《边ξ:。=76/18—0=0.42—。2k1=《1/=1.54
】
!。。短边ξ?=180/》76:=2.368k【1,=0.1《1+0.93/(】ξ-0.05)2=!0.283
【
【 be/t计算
!。
》 ?。长边ρ==2—.48b/t=18!0>:38ρ=《94be/》t=25ρ=62】
】 , 短边?ρ==1.06b/!t=76>》38:ρ=40.》2,8b:。e,。/t=25ρ—=2:6,.5
—
故【Ae=(2》×,26.?5+2×62—)t2=177t2!
?
《 : 结论不《考虑:板组约束偏》于不安?全
》
—对于其他《截面形式《及受:力状况也《都有这?种情况不再列举从以!上例子可以看出【考虑板组约束—作,用是:合理的
【
5.6》.4 本条—规定的卷边高厚比】。限值是按其作为边加!劲,的最小刚度要求以及!。在保:证卷边不先于—平板:局部:屈曲:的基础上确定的
!
5.6.】5 本条规定了】受压板件有效截【。。面的取法及位置原规!范为了方便设计【计算采用了将—有效宽?度平均置于板—件两侧的方》法但当?板件上的应力分【布有拉应力时往【往会出现截面—中受拉应力作用的部!位也不一定全部有】。。效这不尽合理本条】做了修改《规定截面的受拉【部分全部有效—板,件的有效宽》。度则按一定》比例分?置在受?压部分的两侧
!
:
5:。.6.6 》 本条规定》了,。轴心受压圆管—构,件保:。证局部稳定的圆管】外径:与壁:厚之比的限》值该限值是》按理想弹《塑,性材料?推导:得到的
】
5:.,6.7? 轴心《受,压构:件截面上承受—的最大应《力是由压杆整体稳定!控制的?其值为f《因此在?确定截面《上板件的《有效:宽度时?宜,将f:作为板件的》最大控制应力σ1】
:
5.6.】8 构件中板【件的有效宽厚比与】板件所受的》压应力分《布不均?匀系数及最大—压应力σmax有关!本条规定是关—于拉弯、《压弯和受弯构件中受!。压,板件不均匀系数和最!大,压应力值的计—。算并据?此按照第5.6.】1条的规《定,计算:受压板件的有效宽厚!比
》
》 压弯构件在受力】过程中由于压力的】P-:△效:应其:受力具有几何非线】性性质使截面上【的内力?和应力分布》的计算比《较复杂?为了简化计》算同时考虑到压弯构!件一般由稳定—控制计及P-△效】应后截面上的最大应!力大多是用》足的:或相差不大因此本条!规定截面上》最大控?制应:力值可取为》钢,材的强度设计值【f,同时截面上各板件】的压应力分布不【均匀系数《。可取按构件》毛截面作强度计算】时得:。到的值不考虑—双力矩的影》响各板?件中的最大控制【应力则由《截面上的强》度设:计值f和各板—件的应力分》布不均匀《系数推算得到
【。
,
【 受弯及拉弯构件因!没有或可《以不考虑P-—△效应截面上各板件!的应力分布下不均匀!。系数:及最大压应》力值均?取,按构件毛截》面,作强度计算得到的值!。不考虑双力矩的影响!
: