,
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/m!m2)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<3—8αρ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=?2,bc=b)当b/t!≤3:6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《≤3:8时板件全部有效;!当b/?t很大时板》。件有效宽厚比渐【近于5?6.8?;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σc《rw:和翼缘的弹性临界】应力σ?cr:f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σ【。c,。rw=σcrf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—k,1w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》 ,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,、2:2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?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N》c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:=120>38ρ】=76be/—t=50
【
— 故:Ae=(2×20】+2×5《0)t2=》。140t2
!
《 2.考》虑板组约束
】
? k=4【kc=4=1b【c=:bα=1σ》1=205
【
k!1计算?
— 长边ξ=】20/120=【1/6?k1=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
!
?
: ?。be/?t计算
【
: 长边ρ==!2.6b/t=12!0>38ρ=—99be《/t:=25ρ《。。=65
】
, 短边ρ=】=0.7418ρ=!13:<b/t=2—0<38ρ=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=4k!1=1σ1=20】5ρ=2《
【 短边b—/t=76=38ρ!=76be/—t=25ρ=50
!
:
《
】
,。 2.考【虑板:组约:束
—
《 k=4kc—=4:。=1bc=bα=】1σ1=20—5
:
【 k1计》算
?。
,
长边!ξ=76/180=!0.422k1=1!/,=,1.54
—
— 短边ξ》=180/》76=2.368k!。1=0.1》1+:0.9?3/(ξ-0.05!)2=0.283
!
!be/t计》算
—
长—边ρ==2.48】b/t=180>3!8ρ=94》be/t=25【ρ=62
【
【短,边,ρ=:=1.06b/t=!。76>38》ρ=40.》28be/t=【25:ρ=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【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
《