板件的稳定和屈曲后强度的利用(2)

3. 计算：
应按承受梁支座反力或固定集中荷载的轴心受压构件 计算其在腹板平面外的稳定性。
一种是不允许板件的屈曲先于构件的整体屈曲， 《钢结构设计规范》（GB 50017）对轴心压杆 就是这样规定的。
另一种是允许板件先屈曲。虽然板件屈曲会降低 构件的承载能力，但由于构件的截面较宽，整体 刚度好，从节省钢材来说反而合算，《冷弯薄壁 型钢结构技术规范》（GB 50018）就有这方面 的条款。有时对于一般钢结构的部分板件，如大 尺寸的焊接组合工字形截面的腹板，也允许其先 有局部屈曲。
于按公式(4-161)算得的1.2倍，厚度不应小于其外伸宽
度的1／15。
4. 在同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板中，横
向加劲肋的截面尺寸除应符合上述规定外，其截面惯
性矩尚应符合式（4-163）；纵向加劲肋的截面惯性矩，
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应符合式（4-164、165） 整理课件
5.短加劲肋外伸宽度应取横向加劲肋外伸宽度的0.7～1.0倍，厚 度不应小于短加劲肋外伸宽度的1／15。
算出弹性屈曲临界应力（式4-107）
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式4-107中的系数：
1. 板的屈曲系数K（式4-106）：与荷载分布和支承边数
有关。四边简支K =4；三边简支一边自由K =0.425。
2. 嵌固约束系数 ：板件与板件之间不能像简支板那 样自由转动，而是强者对弱者起约束作用。弹性嵌固
的程度取决于相互连接的板件的刚度。这种受到约束
的板边缘称为弹性嵌固边缘，弹性嵌固板的屈曲应力
比简支板的高，嵌固系数大于1进行修正。
3. 对工字形截面的轴心压杆，一个翼缘的面积可能接近 于腹板面积的二倍，翼缘的厚度比腹板大得多，而宽
度又小得多，因此是翼缘对腹板有嵌固作用，计算腹
板的屈曲应力时考虑了残余应力的影响后可用嵌固系
数1.3。相反，对腹板起嵌固作用的翼缘因提前屈曲而 需要小于1.0的约束作用系数。
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轴心受压构件的局部稳定：
根据局部屈曲不先于整体屈曲的原则，板件的临界应 力和构件的临界应力相等即可确定出构件的腹板高厚 比（式4-113）和翼缘的宽厚比（式4-115）。
注意公式的使用条件：
1. 只针对于工字型截面；
2. λ取构件两个方向长细比的较大者；
3. 当λ<30时，取λ=30 ；当λ ≥100时，取λ=100 。
高，当采用腹板高厚比限值时，腹板厚度将很厚，浪 费材料。将梁腹板做的高而薄，通过设置加劲肋来保 证其稳定性是很经济的。
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加劲肋的分类
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如何设置腹板加劲肋？
⑴当h0/tw≤80√235/fy 时，对有局部压应力的梁，应按构 造配置横向加劲肋；但对无局部压应力的梁，可不配 置加劲肋。
(3) 在腹板一侧配置的加劲肋，其截面惯性矩应按与加劲肋相连
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的腹板边缘为轴线进行计算。 整理课件
支承加劲肋的设计
1. 设置位置：梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷 载处,宜设置支承加劲肋.
2. 构造要求：腹板两侧成对布置，也可以用凸缘式加劲 肋,其凸缘长度不得大于其厚度的2倍（图4-71b） 。
实际轴压构件设计时，应首先验算截面的强度和杆件 的整体稳定性，然后验算局部稳定。当翼缘不满足要 求时，应重新选择截面尺寸；当腹板不满足要求时， 可设置纵向加劲肋。
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受弯构件的局部稳定
这里的翼缘是指受压翼缘的稳定。 采用薄板弹塑性屈曲的临界应力（式4-108） 使其不小于0.95f y可推导出式4-118（弹性设 计）、119（塑性设计）、120（弹塑性设计）。 （0.95为受压翼缘截面的平均应力）
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均匀受压板件的非弹性屈曲应力
考虑板件的初始缺陷和残余应力的影响，板件 屈曲时已进入非弹性阶段。处理板件的非弹性屈 曲时，只是把钢材的弹性模量E用板件受力方向 的变形切线模量Et代替， 与受力垂直的方向仍 用弹性模量E，得出式（4-108）。
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我们将板件的非弹性屈曲应力值控制在什么 范围内才认为板件是稳定的？
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腹板的局部稳定
控制有两种考虑方法：
考虑腹板屈曲后强度：仅对承受静力荷载和间接承受
动力荷载的组合梁，计算其腹板的抗弯和抗剪承载力。
若用此法，其计算及构造要求应满足4.6.4节内容。
不考虑腹板屈曲后强度：仅对直接承受动力荷载的组 合梁及不考虑腹板屈曲后强度组合梁，其腹板的稳定 是通过设置加劲肋来保证的。由于梁截面腹板高度很
4.6 板件的稳定和屈曲后强度的利用
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均匀受压板件的屈曲现象
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Байду номын сангаас
均匀受压板件的弹性屈曲应力
求解板件的稳定承载力与求解构件的稳定承载力 的思路是相同的。
找出板件弹性屈曲时的临界状态，列出平衡微分
方程（式4-100） 给出边界条件 求出最大变形值（挠度） （式4-101） 得出临界力（式4-104）
⑷梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处,宜设置
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支承加劲肋.
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加劲肋的构造要求
1. 加劲肋宜在腹板两侧成对配置，也可单侧配置，但支 承加劲肋、重级工作制吊车梁的加劲肋不应单侧配置。
（见图4-69）
2. 在腹板两侧成对配置的钢板横向加劲肋，其截面尺寸
应符合式（4-161、162）
3. 在腹板一侧配置的钢板横向加劲肋，其外伸宽度应大
6.吊车梁不论其高厚比是多少，只应设置横向加劲肋，且双侧设 置。加劲肋构造如图(4-70c)。
注意事项：
(1)用型钢(H型钢、工字钢、槽钢、肢尖焊于腹板的角钢)做成的 加劲肋，其截面惯性矩不得小于相应钢板加劲肋的惯性矩。
(2)在腹板两侧成对配置的加劲肋，其截面惯性矩应按梁腹板中心 线为轴线进行计算。
⑵当80 √235/fy <h0/tw ≤250 √235/fy时，应配置横向加劲 肋，并对各区格进行计算。
⑶当 170 √235/fy <h0/tw ≤250 √235/fy(受压翼缘扭转受到 约束，如连有刚性铺板、制动板或焊有钢轨时)或 150 √235/fy <h0/tw ≤250 √235/fy(受压翼缘扭转未受到 约束时)，或按计算需要时，应在弯曲应力较大区格 的受压区不但要配置横向加劲肋，还要配置纵向加劲 肋。局部压应力很大的梁，必要时尚宜在受压区配置 短加劲肋。