。
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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;
!
— k【1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k?1=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≤18α!ρ时板件全部有【效;第三段为当b/!t≥3?8α:。ρ时板?件,的有效宽厚比为一常!。数,25αρ《;第二段即》18:。αρ:<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《=1ρ=2bc=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≥6—0,时板件有效宽厚比为!常数45;但当【b/t≥1》30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k】1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—σcrw和翼—缘,的弹性临界应力σc!rf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σc【rw=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k1f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 1》。3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N:t与各种方法—计算:结果Nc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N!t与各种方法计【算,结果Nc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Nt?。/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=76】be/t《=5:0,
?
故】Ae=?(2×20+2【×5:0)t2=1—。。。40:t2
—
? : 2.考虑板组约束!
?
《。 k《=4kc=4—=,1b:。c=bα=1σ1】=20?5
【 k》1计算
】
长边ξ=!20:/12?0=1/6》k1=1/=2.5!>1.?7取1.7
【
— 短边ξ=12】0/:2,。0=6k1=0.1!1+0.93—/(ξ-0.05)!2=0.1》36
【
b—e/t计算
—
》。 : 长边ρ==【2.6b《/t=?120>38ρ=】。99be/t=2】5ρ:。=65
!。 短边—ρ==0.741】。8ρ=13<b【/t=20<—38ρ=28—
—
! 故Ae《=(:2×16《+2:×65)t2=1】62t2《
— 《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=】1σ:1,=20?5,ρ=2
—
,
短边b!。/t=76=38ρ!=76be/—。t=25ρ=5【0
【
》
》 2.考虑板!组,约束
—
《 k=4kc【=4=1bc=bα!=1:σ1=205
!
—。 k1?计算
?
— 长《边ξ=76》/180=0.【422k1》=1/=1.54】
— 短边ξ=1!80/76=2【。.368k》1=0.11+0】.,93/(ξ-—。0.05)2=【0.28《3
!。。 be/t计算】
《
: 长边ρ==!2.48b/—t=18《0>38ρ=—94be/t=2】。5,ρ=62
【。
:
短边【ρ=:=1.06》b/t=《76>38ρ=40!.28be》/t=25ρ=26!。.5
》
故】Ae=(2×26】.5+2×6—2)t2=17【7t2?
,
】 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σ?1
?
?
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
】