腹板屈曲后强度对梁设计论文

腹板屈曲后强度对梁设计论文

【摘要】利用腹板屈曲后强度时，宜为非承受动力载荷的一般梁，且腹板区格的较大，腹板截面在整个梁截面中所占比例宜少，另外梁的抗弯强度应有一定富余。考虑腹板屈曲后强度梁的中间横向加劲肋和支座加劲肋的设计考虑张力场作用的影响，具体方法可参阅相关《钢结构》书籍。

一、考虑腹板屈曲后强度设计的优点

利用腹板屈曲后强度对梁进行设计是《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

中也有的内容。很多设计者对此理解确并不透切，更不用说利用这一点。根据规定，考虑屈曲后强度的梁，只须在支座处和固定集中载荷的支承处设置横向加劲肋，或者计算需要设置一些中间横向加劲肋。因此，组合梁腹板设计成高而薄（h0/hw可到达250）也不必设置纵向加劲肋，并且可适当放大横向加劲肋间距，故可节约钢材和制造工作量，有着一定的经济效益。

二、考虑腹板屈曲后强度梁的计算和应用中须注意的问题

（一）考虑腹板屈曲后强度的梁宜用于承受静力载荷或间接承受动力荷载。对直接承受动力荷载的吊车梁或类似构件则暂不推荐采用。这是因为多次反复屈曲后有可能导致腹板边缘出现疲劳裂纹，且有关这方面资料还不多。

（二）腹板屈曲后的抗剪承载力（极限剪力）和腹板的几何尺寸¬¬¬¬——高厚

比h0/t和宽高比a/h0有关，因此也引入腹板局部稳定计算（单独作用下腹板区格的临界应力）时的腹板通用高厚比作为参数。《钢结构设计规范》（GB50017-2003）对规范Vu的计算也同样采用三段公式：

1.当（相对于h0/tw或a/h0很小）时，此时，

即腹板为强度破坏，不会产生屈曲，因此也不存在屈曲后强度。

2.在（相对于h0/tw或a/h0较小）时的弹塑性屈曲范围，

和均随增大呈线性关系减小，但减小较少。

如时，，而，表明屈曲后的抗剪载力因张力场作用有所增大，但因在此范围内的h0/tw或a/h0还较小，故差幅不大。

从以上分析可见利用腹板屈曲后的抗剪承载能力在的弹性屈曲范围最好。

三、考虑腹板屈曲后强度时梁的计算公式

以上所述梁的抗剪和抗弯承载能力在腹板屈曲后虽然会有增加和降低，但这只是在剪力和弯矩单独作用下的受力情况。实际配置有横向加劲肋的腹板各区格，通常均承受弯矩M和剪力的共同作用。对这种情况考虑腹板屈曲后强度梁的精确计算十分复杂，故一般均采用较简单的用V、M匹配、的无量纲化相关（关系）公式进行计算。以下所列即《设计规范》采用的公式：

3.当且时的计算公式即式（5），它可表达为图（1）中

竖直线和水平线间的过渡抛物线AB。

四、总结语

综上所述可见，利用腹板屈曲后强度时，宜为非承受动力载荷的一般梁，且腹板区格的较大，腹板截面在整个梁截面中所占比例宜少，另外梁的抗弯强度应有一定富余。考虑腹板屈曲后强度梁的中间横向加劲肋和支座加劲肋的设计考虑张力场作用的影响，具体方法可参阅相关《钢结构》书籍。

参考文献

[1]刘声扬主编，《钢结构》（第四版），北京：中国建筑工业出版社，2004.

[2]《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

[3]魏明钟主编，《钢结构》（第一版），武汉：武汉工业大学出版社，2000.

[4]黄友明主编，《钢结构设计计算示例》（第一版），北京：中国计划出版社，2007.