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】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≥38αρ—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=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,≥60时《板件有效宽厚比【为常数4《5;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,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=σ!。。crf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?k,1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! 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N》t/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》N,t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】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N—c的:比较N?t/N?c
:
《
—
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=】120>38—ρ=76be/t=!50
》
故】Ae=(2×—20+2×5—0)t?2=1?40:t2
?
【 2?.考虑板组约束
!
》 k=4—k,c=4=1bc=b!α=1?σ1=2《05
! , k1计算
!
? 长边ξ=】20/120=1/!6k1=1/—=,2.5>1》.7取1.》7
—
《 短边ξ=120】/2:0=6k1=0.1!。1+0.93/【(ξ-0.0—5)2?=0.?136
》
》 be》/t计算
【。
长】边ρ:==2.6b/t=!120>38ρ=9!9b:。e/t=25—ρ=65
—
— :短边ρ==0—.7418ρ=【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=205【ρ=:2
:
《
短边b/!t=76=38【ρ=:。76:be:/,t=25ρ=50
!
《
? ,
【 2.考【虑,板,组约束
! , k=4kc=!4=1?bc=?bα=1σ》1,=205
【
【k1计算
】
,
长—边ξ=?76/180—=,0.:4,22k1=》1/=?1.54
【
,
短【边ξ=180/76!=2.368k【1=:0.11+0.【93/(ξ》-,0.05)》2=0.283【
》
be/】。t,。计算
》
【长边ρ==2.4】8b/t=180>!38ρ=94be/!t=25ρ=62】。
》
, , 短边ρ—==1.06b【/t=?76:>,38ρ=40.28!be:/t=?25ρ?。=,26:.5:
,
》 故Ae=(!2×26.5+2×!6,2)t2=177t!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
》