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13】2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—/,mm:2)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≤1》8αρ?时板件全部有效;第!三段为当b/t≥】38α?ρ时板件的有效【宽,厚比为一常》数2:5α:。ρ;第二段即18α!。ρ<:b/t<38α【ρ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=2bc=b)当!b,/t≤36时板件】全部有效;当b/】t≥7?6时板件有效宽厚比!为常数50原规【范为当b/t≤3】0时板件全》部有效;当b/t≥!60:时板件有效宽厚【比为常数4》5,。。;但:当b/t≥13【0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》95%?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》13:2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σcrw—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=σcr!f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k1》w,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 :3,4,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/N】c
】。
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Nc?的,比较Nt/》Nc
—
—。
表4 1—4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Nt/N—c
!
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N?t/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>3?8ρ:。=76?be/t《=50
【
故【Ae=(《2×:20+2×50)】t2=?140t2
【
【。 2.考虑板组约】束
—
《 k=4kc—=4=1bc=【bα=1σ》1=20《5
《
:。
k1【计算
】 《长边:ξ=20/12【0=1/6k1【=1/=《2.5>1.7取】1.:7
【 : 短边ξ=120!/20=6》k1=0.1—1,+,0.9?3/(ξ-0.05!)2:。=0.136
!
b】e/t计算》
— 长边ρ=】=,2.6b/》t=:12:0>38ρ=9【9be/t=2【5ρ=65
】
短边!。ρ==0.7—418ρ=》13:<b/t《=20<38—ρ=28
》
《
《
》 故Ae=(2×!16+2×65)】t2=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?=4k1=1σ1=!205ρ《。=2
》
短】边b/t=76=3!8ρ=?76be/t—=25ρ=5—0
》
:
》
】 2.考虑板组约束!。
】 k=4kc【=4=1bc—=bα=1》σ1=?205
—
k】。1计算
—
:
《。。 长边?ξ=:76/180=0】.422k1=1/!=1.54
!
《 短边ξ=18】0/76=2—.368k1—=0.11+0.9!3/(ξ-0.【05)?2,=0.28》3
》
《 be/t—计算
】。 《长边ρ==》2.4?8b/t《=180>38ρ=!94be/t=25!ρ=62
【
— ,短边ρ=《=1.?06b?/t=7《6>38ρ=40】.2:8b:e/t=《25ρ=26.【5
:
— ?。故Ae=《(,2×26.5+2】×62)t2=1】77:t,2,
?
—。 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
【。
,