【文章內(nèi)容簡介】 ， 即彈塑性階段的臨界應力計算式 。 例如計算 腹板抗剪臨界應力 ?cr為 、 b、c三個公式，公式采用了國際通行的表達方式，采用通用高厚比 作為參數(shù)，即 當 (a) 當 (b) 當 彈性范圍 ， 為鋼材抗剪屈服強度，等于 ，用設計值表達： (c) crvys f ?? /?vcrs f?? ?? , 時vscrs f)]([, ????? ??? 時, 時?s? vyf3/yf2/ svycr f ?? ?2/ svcr f ?? ?根據(jù)彈性穩(wěn)定求得的臨界應力 ， 可求得 : 當 a/ho? , 當 a/ho , 彎曲正應力作用下的臨界應力 ?cr和局部壓應力作用下的臨界應力 ?c,cr與 ?cr類似 。 cr? s?2 35)/(/2yowosfahth????235)/(/2yowosfahth???? （ 2） 各種應力共同作用下的計算式 ， 新舊規(guī)范有較大區(qū)別 ， 例如僅設有橫向加勁肋時： 舊規(guī)范 22,???????????????????crcrcccr ?????? 新規(guī)范 舊規(guī)范計算式中，分母 ?cr、 ?c,cr、 ?cr均可超過屈服強度，假定鋼材是無限彈性，加勁肋的間距由構(gòu)造要求控制，不適用于彈塑性修正后的臨界應力。 2,2???????????????????crcrcccr ?????? 組合梁腹板考慮屈曲后強度的設計 腹板在彈性屈曲后 ， 尚有較大潛力 ， 稱為 “ 屈曲后強度 ” 。 近數(shù)十年來國內(nèi)外對腹板屈曲后強度進行了大量研究 ， 很多國家在鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范條文中也都建議可利用腹板屈曲后強度 ， 即使在梁腹板的高厚比達到 300左右時 ， 也僅僅設置橫向加勁肋 。 （ 1） 條款不適用于吊車梁 ， 因有關(guān)資料不充分 。如果腹板反復屈曲 ， 可能會促使疲勞裂紋的開展 ，縮短梁的疲勞壽命 ， 而且動力作用會使薄腹板產(chǎn)生振動 ， 所以不宜考慮腹板的屈曲后強度 。 （ 2）梁腹板受剪屈曲后的強度計算利用了張力場概念，其 基本假定是： ① 腹板剪切屈曲后將因薄膜應力而形成拉力場 ，腹板中的剪力 ， 一部分由小撓度理論算出的抗剪力承擔 ， 另一部分由斜張力場作用 (薄膜效應 )承擔； ② 翼緣的彎曲剛度小 ， 假定不能承擔腹板斜張力場產(chǎn)生的垂直分力的作用 。 （ 3） 利用腹板屈曲后強度，即使 h0/tw很大，一般也不再考慮設置縱向加勁肋。而且只要腹板的抗剪承載力不低于梁的實際最大剪力，可只設支承加勁肋，而不設置中間橫向加勁肋。 （ 4）利用腹板屈曲后強度后，梁的抗彎承載力有所降低，但降低不多，對 Q235鋼的梁來說，當 h0/tw=200（ 受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束）或h0/tw=175（受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束），抗彎承載力只下降 5%以內(nèi)。 （ 5） 規(guī)范提出的計算公式與歐洲規(guī)范 EC3相同 ，即基本計算式： (a) 當 M/Mf ? , V?Vu (b) 當 V/Vu? , M?Meu (c)式中 M、 V—所計算區(qū)格內(nèi)同一截面處梁的彎矩 和剪力設計值。由于是強度計算，不 能像計算腹板穩(wěn)定那樣，取為區(qū)格內(nèi) 的平均值； 2?????????????feufu MMMMVVMf —梁兩翼緣所承擔的彎矩設計值，對雙軸對稱 截面梁 Mf=Afh1f（ Af為一個翼緣截面積； h1為 兩翼緣軸線間距離），規(guī)范的 Mf計算式是考 慮兩翼緣截面不等的情況； Vu、 Meu—梁腹板屈曲后的抗剪和抗彎承載力設計值。 ① 腹板屈曲后的抗剪承載力 Vu， 應為屈曲剪力與張力場剪力之和，用下列公式計算： 當 λs? Vu=hotwfv (a) 當 λs?： Vu=hotwfv[()] (b) 當 λs： Vu=hotwfv/ (c) 式中 λs——用于抗剪計算的腹板通用高厚比 。 ② 腹板屈曲后的抗彎承載力 Meu 腹板屈曲后考慮張力場的作用 ， 抗剪承載力有所提高 。 但彎矩作用下腹板受壓區(qū)屈曲后 ， 梁的抗彎承載力有所下降 ， 我國規(guī)范采用有效截面的概念來計算梁的抗彎承載力 。 梁截面慣性矩為 （ 忽略孔洞繞自身軸的慣性矩 ） ： 梁截面模量折減系數(shù)為： 上式按雙軸對稱截面塑性發(fā)展系數(shù) ?x= ， 是偏安全的近似公式 ， 可用于 ?x= 。 因而 ， 梁的抗彎承載力設計值為： wcxcwcxxe thIhthII 32 )1(21)2()1(2 ?? ??????xwcxxexxee IthIIWW2)1(1 3?? ?????fWM xexeu ??? 有效高度系數(shù) ?， 與計算局部穩(wěn)定中臨界應力 一樣以通用高厚比 作為參數(shù) ， 也分為三個階段 ， 分界點也與計算 相同 ， 即 當 時 ， (a) 當 (b) 當 (c) cr?cryb f ?? /?cr??b? ??)(, ????? bb ??? 時bbb ???? /)/(, ??? 時 考慮腹板屈曲后強度的加勁肋設計 梁腹板利用屈曲后強度 ， 當有跨間集中荷載作用時 ， 其中間加勁肋除承受集中荷載外 ， 還承受張力場產(chǎn)生的壓力 。 其加勁肋設計應注意： （ 1） 只設橫向加勁肋 （ 支承加勁肋和剪力較大區(qū)的中間橫向加勁肋 ） ， 但不允許在腹板單側(cè)設置 。 張力場對橫向加勁肋的作用有豎向和水平兩個分力 ， 對中間橫向加勁肋所受軸心壓力規(guī)定為： Ｎ s=Vuhotw?cr+F 式中 ， Vu為腹板屈曲后的抗剪承載力； ?cr為臨界剪應力； F為承受的集中荷載 。 上式比理論值偏大 ， 以考慮張力場張力的水平分力的不利影響 。 （ 2） 梁的支座加勁肋除承受支座反力外 ， 還承受張力場斜拉力中的水平分力 Ht， 梁端構(gòu)造有兩個方案可供選擇： 方案一： 增加抗彎能力 ， 在梁外端加設封頭板 。 采用下列方法之一進行計算： ① 將封頭板與支座加勁肋之間視為豎向壓彎構(gòu)件 ， 簡支于梁上下翼緣 ， 計算其強度和穩(wěn)定； ② 支座加勁肋按承受 支座反力 R 的軸心壓桿 計算 ， 封頭板截面積則 不小于 Ac=3h0Ht/(16ef )。 方案二： 縮小支座加勁肋和第一道中間加勁肋的距離 a1， 使 a1范圍內(nèi)的 ， 此種情況的支座加勁肋就不會受到 Ht的作用 。 這種對端節(jié)間不利用腹板屈曲后強 度的辦法 ， 為世界少 數(shù)國家 （ 如美國 ） 所 采用 。 規(guī)范條文中只有方案一。 )( ?? svcr f ?? 即第５章 軸心受力構(gòu)件和拉彎、壓彎構(gòu)件的計算 軸心受拉和軸心受壓構(gòu)件 1. 軸心受力構(gòu)件的強度 以截面的平均應力達到鋼材的屈服應力為極限 fANn≤?? 2. 軸心壓桿的整體穩(wěn)定 實腹式軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性應按下式計算 : ≤f 式中 ?為整體穩(wěn)定系數(shù) ， 實質(zhì)是臨界應力與屈服點的比值 。 柱的臨界應力與截面形狀 、 力作用方向等有關(guān) ， 原規(guī)范分為 3條曲線 ， 即 a、 b、 c， 將t ?40mm的軸壓構(gòu)件穩(wěn)定歸入 c曲線 ， 沒有考慮厚度方向殘余應力的影響 。 AN? （ 1） 新規(guī)范現(xiàn)對 t ?40mm的軸壓構(gòu)件作了專門規(guī)定 。 同時補充了 d 類截面曲線的 值 （ d曲線 ） 。 實際上 t? 40mm的軸壓構(gòu)件 ， 視截面形式和屈曲方向 ，分別應歸入 b、 c、 d 三條曲線 。 （ 2）軸心受 壓構(gòu)件的失穩(wěn)有 三種形式：彎曲 失穩(wěn)、彎扭失穩(wěn) 和扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)。 單軸對稱截面繞對稱軸的失穩(wěn)是彎扭失穩(wěn)。原規(guī)范視為彎曲失穩(wěn)歸入 b曲線或降低為 c曲線。新規(guī)范對截面類別的劃分只考慮截面形式和殘余應力的影響，按彈性方法將彎扭屈曲用換算長細比換算為彎曲屈曲。根據(jù)彈性穩(wěn)定理論，換算長細比為： 式中 ?z——扭轉(zhuǎn)屈曲的長細比； ? ? ? ? ? ? 2/122202022222 /1421?????? ??????zyzyzyyz ie ???????22202/Ai??? ——對剪心的極回轉(zhuǎn)半徑； eo——剪心至形心距離。 為簡化計算，對 鋼桁架結(jié)構(gòu)中常用的 單角鋼和雙角鋼 Ｔ 形截面 ，規(guī)范 建議了 ?yz的近似計算式。 0i222020 yx iiei ???例 : 等邊雙角鋼截面 當 b/t≤， 彎曲屈曲控制 ?yz=?y ( 1+ 當 b/t?， 扭轉(zhuǎn)屈曲控制 ?yz= (1+ )224tlboytb ) 4220btl y3. 格構(gòu)式軸心壓桿 繞虛軸 的整體穩(wěn)定 由于剪力引起 的附加變形較大 ， 不能忽略 。 為簡化 計 ， 繞虛軸的穩(wěn)定 計算采用換算長細 比 ， 以考慮剪切變 形的影響 。 綴條柱 綴板柱 綴條柱的剪切變形 綴板柱的剪切變形 換算長細比的推導按綴條柱與綴板柱的剪切變形分別考慮。 4. 格構(gòu)式軸心壓桿的綴材設計 格構(gòu)式軸心壓桿的綴材承受截面的剪力 ， 此剪力近似取為沿桿長均勻分布： 5. 用填板相連的組合壓桿 桁架腹桿常用雙角鋼或雙槽 鋼 ， 兩肢間用填板連接 ， 若按實 腹式計算 ， 填板間距離須滿足一定的要求 。 23585=yfAfV 用作減小軸心受壓構(gòu)件自由長度的支撐承受柱屈曲時產(chǎn)生的支撐力。 減小受壓構(gòu)件自由長度的支撐力原 88規(guī)范取用壓桿的偶然剪力，現(xiàn)改為： （ 1）單根柱 柱高中點有一道支撐 Fb1=N/60 支撐不在柱中央（距柱端 l） 有 m道支撐 ?)1(2 4 01 ?? ??NFb)1(30 ?? mNFbm（ 2）支撐多根柱時 支撐力 式中， n為被撐柱根數(shù)。一般不宜多于 8根。 以上公式來源于軸心受力桿件的理論推導，當支撐同時承擔其他作用時，其軸力不與支撐力疊加。同時以前對支撐一般按容許長細比控制截面，不計算承載力?，F(xiàn)在對支承多根柱的支撐應注意計算其承載力。 )(60 nNF ibn ??? 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件 1. 拉彎、壓彎構(gòu)件的強度計算 我國規(guī)范考慮構(gòu)件截面部分進入塑性（塑性發(fā)展深度為截面