梁的局部稳定与加劲肋设计

➢ 其作用除保证腹板的局部稳定外，还应承受集中力作
用，故除满足横向加劲肋的有关尺寸及构造要求外， 尚满足如下所述几方面承载力的要求。
稳定性计算
N f
A
注：平板式按b类；凸缘式按c类
端面刨平抵紧示应验算端面承压
ce
N Ac e
f
端面焊接时以及支承肋与腹板的焊缝应按第三章方法
验算焊缝强度
• 纵向加劲肋距受压翼缘的距离应在 hc 2 ~ hc 2.5 范围
内；
• 上述各式中，h0为梁腹板的计算高度，hc为梁腹板受
压区高度，对于单对称截面，前述表5.10中4、5项中 有关纵向加劲肋规定中的h0应取2hc。
• 加劲肋可以成对布置于腹板两侧，也可以单侧布置，
支承加劲肋及重级工作制吊车梁必须两侧对称布置。
当 a h0＞0.85
时
Iy
(2.5 0.45
a h0
)(
a h0
)2
h0t w3
• 横向加劲肋应按右图示切角，
避免多向焊缝相交，产生复杂
应力场。
• 支承加劲肋构造与计算
➢ 在梁支座处及较大集中荷载作用处，应布置支承加劲
肋，支承加劲肋实际上就是加大的横向加劲肋，支承 加劲肋分梁腹板两侧成对布置的平板式，及凸缘式两 种。
时，
可不计算）。
• ③当
时，应配置横向加劲肋和在受
压区配置纵向加劲肋，必要时尚应在受压区配置短
加劲肋，并均应按规范计算加劲肋间距或计算腹板
的局部稳定性。
• ④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，并应计算支承加劲肋的稳定性。
三、腹板的屈曲
• 屈曲应力统一表达式（k值相见p167，表5.9）
• 加劲肋必须具备一定刚度，截面尺寸及惯性矩应满足：
• 横向加劲肋的截面尺寸
➢ 双侧布置时
bs
h0 30
40mm
ts
bs 15
➢ 单侧布置时：bs不应小于上式的1.2倍。 • 截面惯性矩的要求（同时配置横、纵肋时）
➢横向肋： I z
3h0t
3 w
➢ 纵向肋：
当 a h0 0.85 时 I y 1.5h0tw3
2、保证板件局部稳定的设计标准 使板件局部失稳的临界应力不小于材料的屈服强
度，承载能力由强度控制
使板件局部失稳的临界应力不小于构件的整体稳 定临界应力，承载能力由整体稳定控制
使板件局部失稳的临界应力不小于实际工作应力
由于 是板件宽厚比与长宽比的函数，根据以上 准则，设计公式可以转化为对板件宽厚比和长 宽比的几何要求。 P189
3、防止受弯杆件局部失稳的途径
• 增加腹板的厚度 tw ，但此法不很经济；
• 设置加劲肋作为腹板的支承，将腹板分
成尺寸较小的区段，以提高其临界应力，
此法较为有效，其布置方式有：
• A.仅用横向加劲肋（有助于防止剪力作用下
的失稳）（图）
• B.同时使用横向加劲肋和纵向加劲肋（有助
于防止不均匀压力和单边压力作用下的失稳） （图）
cr( cr )
k
2 E 12(1 2 )
( tw h0
)2
• 剪切应力屈曲
➢ 如不设加劲肋，a＞＞b，b/a→0，k≈5.34,χ=1.23
cr
k
2 E 12(1 2 )
(
tw h0
)2
123(100tw )2 h0
fVy
creq cr p fVy
p 0.8 fVy 0.8 f y 3
1.81 0.255 h0 a 1.683 h0 tw 84 235 f y
• 复合应力作用板件屈曲 ➢ 仅配置横向加劲肋
( )2 c ( )2 1
cr
ccr
cr
➢ 配有纵向加劲肋的上区格（偏心受压）
( )2 c ( )2 1
cr1
ccr1
cr1
➢ 配有纵向加劲肋的下区格（偏心受压，σc2≈σc）
梁的局部稳定与加劲肋设计
一、概述
• 同轴压构件一样，为提高梁的刚度与强度及整体稳定
承载力，应遵循“肢宽壁薄”的设计原则，从而引发 板件的局部稳定承载力问题。
• 翼缘板受力较为简单，仍按限制板件宽厚比的方法来
保证局部稳定性。
• 腹板受力复杂，而且为满足强度要求，截面高度较大，
如仍采用限制梁的腹板高厚比的方法，会使腹板取值 很大，不经济，一般采用加劲肋的方法来减小板件尺 寸，从而提高局部稳定承载力。
( )2来自百度文库 c ( )2 1
cr2
ccr2
cr2
四、加劲肋的配置与构造 1、配置规定（P169，表5.10）
2、加劲肋的构造
• 横向加劲肋贯通，纵向加劲肋断开； • 横向加劲肋的间距a应满足 0.5h0 a 2h0 ，当 c 0
且 h0 tw 100 235 f y 时，允许 a 2.5h0
图中：1－横向加劲肋
2－纵向加劲肋
3－短加劲肋
受弯构件中板件的局部失稳临界应力
• 受弯构件截面主要由平板组成，在设计时，从强度
方面考虑，腹板宜高一些，薄一些；翼缘宜宽一些， 薄一些；翼缘的宽厚比应尽量大。但如设计不当， 则在荷载作用下在受压应力和剪应力作用的腹板区 及受压翼缘有可能偏离其正常位置而形成波形屈 曲—即局部失稳。局部失稳的本质是不同约束条件 的平板在不同应力分布下的屈曲。局部失稳临界应 力的一般表达式为：
• C.同时使用横向加劲肋和在受压区的纵向加
劲肋及短加劲肋（有助于防止不均匀压力和 单边压力作用下的失稳） （图）
•
4、腹板的局部稳定
理论分析结果
①当
时，腹板在弯曲应力、剪应力、
局部压应力的单独作用下均不会失稳；
②当
时，腹板在弯曲应
力的单独作应下不会失稳，但在剪应力、局部压应
力单独作用下有可能失稳；
h0 tw 85 235 f y
• 弯曲应力弹性屈曲
➢如不设加劲肋， k≈23.9,χ=1.66（1.23,扭转不约
束） cr
k
2
12(1
E 2
)
(
tw h0
)
2
793(100tw )2 h0
fVy
h0 tw 177 235 f y
h0 tw 153 235 f y
• 局部压应力弹性屈曲 ➢按a/h0=2设置横向加劲肋， k≈18.4,η=1.0
③当
时，腹板在弯曲应力、剪应力、
局部应力的单独作用下都可能失稳
• 规范规定：
• 规范规定：
• ①当
时，对有局部压应力（ ）的
梁， 宜按构造配置横向加劲肋；对无局部压应力
（
）的梁，可不配置加劲肋。
• ②当
时，应配置横向加劲肋，
并应按规范计算横向加劲肋的间距或计算腹板的局
部稳定性（对无局部压应力的梁，当