?
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《/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<《38:αρ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≥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k》1w: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σcr—w=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【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—。 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Nc的比较N!。t,/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Nc的比较Nt!/N:c,
】
:
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N【c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N:c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》。=7:6,b,e/:t,=50
】
故Ae=!(2×20+2×5!0,),t2=140t2
!
?
》 2.考虑板组约束!
【 ?k=4kc=4=】1bc=bα=【。。1,σ1=205
!
:
:。 ?k,1,计算:
! 长边ξ=》20/1《20=1/》6k1=1/—=2.5>》。1.7取1》.,7
《
? 短边ξ=1!20/?2,0,=6k1=0.11!+0.93/(ξ】-0.05)2【=0.136
!。
? be—/t计算
【
《 长边》ρ==2.6b/】t=1?20>38ρ=99!be/t=25ρ=!6,5
【 短边ρ【==0.7418】ρ=13<b—/,t=20<3—8ρ=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=1σ—。1=205ρ—=2
! 短边》b/t=《7,6=38ρ=76】be/t《=2:5ρ=50》。
《
【
《。
》2.考虑板组约束】
— k=4kc!=,4=1bc》=bα=1σ1=】205
【
k1】计算
】 长》边ξ=76/1【。80:=0.422k【1=:1/=1.》54
》。。
:
短边ξ】=180/》76=2.368】。k1=0.11【+0.93/—(ξ-0.05【)2=?0.2?83
?
:
》 be/t计【算
》
: 长边ρ=】=,2.48b》。/t:=180>38ρ=!9,4be/t=—25ρ=62
!
? 短边ρ【=,=1.06》b/t?=76>《38ρ=40.2】8be/t=2【5ρ=?26.5
】
故【Ae:=(2×26.5】+2×62)t2】=177《t2
】。 ? 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σ】max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
》
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