【文章內(nèi)容簡介】 桿剪力 第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 格構(gòu)式柱的截面選擇計算 ?5. 綴材設計 對于綴條柱，將綴條看作平行弦桁架的腹桿進行計算。 綴條的內(nèi)力 Nt為 : Vb ? 分配到一個綴材面的剪力。 n ? 承受剪力 Vb的斜綴條數(shù) 綴條計算簡圖 ? ??c o snVN bt ?第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 格構(gòu)式柱的截面選擇計算 對于綴板柱，將綴板看作綴板和肢件組成多層剛架進行計算。 綴板所受的內(nèi)力為： 剪力 T=Vb l／ a 彎矩 (與肢件連接處 ) M= Vb l／ 2 綴板計算簡圖 附：例題 46（ p110） 第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 受彎構(gòu)件的彎扭失穩(wěn) ? 梁喪失整體穩(wěn)定的現(xiàn)象 梁喪失整體穩(wěn)定現(xiàn)象 第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 梁的臨界荷載 下面就下圖所示在均勻彎矩 (純彎曲 )作用下的簡支梁進行分析。說明臨界荷載的求解方法 梁的微小變形狀態(tài) 第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 依梁到達臨界狀態(tài)發(fā)生微小側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)的情況來建立平衡關(guān)系。 按照材料力學中彎矩與曲率符號關(guān)系和內(nèi)外扭矩間的平衡關(guān)系，可以寫出如下的三個微分方程： dzduMdzdEIdzdMdzudEIMdzvdEIxxyxx??????33t2222GI ???? 梁的臨界荷載 第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 解上述微分方程，可求得梁喪失整體穩(wěn)定時的彎矩 Mx ，此值即為梁的臨界彎矩 Mcr 由上式可見，臨界彎矩值和梁的側(cè)向彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度以及翹曲剛度都有關(guān)系，也和梁的跨長有關(guān)。 ttycr GIlEIGIEIlM 221 ??? ?? 梁的臨界荷載 第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 單軸對稱截面簡支梁 (下圖 )在 不同荷載作用下的一般情況， 依彈性穩(wěn)定理論可導得其臨界 彎矩的通用計算公式： ? ????????????????? ????????????EIGIlIICaCCaClEICM tyyyycr 2223232221 1單軸對稱截面 梁的臨界荷載 第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 整體穩(wěn)定系數(shù) 對于雙軸對稱工字形截面簡支梁，在純彎曲作用下，其臨界彎矩為： 可改寫為： 2222ytyycr EIGIlIIlEIM?? ???ttycr GIlEIGIEIlM 221 ??? ??第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 在修訂鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范時，為了簡化計算，引用： 式中 A ? 梁的毛截面面積； t1 ? 梁受壓翼緣板的厚度； h ? 梁截面的全高度。 4 3313221213213hIIAtAttbAttbIyiiiit??????? 整體穩(wěn)定系數(shù) 第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 并以 E=206?103N／ mm2及 E／ G=公式，可以得到臨界彎矩為： 臨界應力 ?cr 為 ： 式中 Wx ? 按受壓翼緣確定的毛截面抵抗矩。 2125 ???????????htAhM yycr??2125 ????????????htAhWWM yxyxcrcr??? 整體穩(wěn)定系數(shù) 第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 保證梁不喪失整體穩(wěn)定，應使梁受壓翼緣的最大應力小于臨界應力 ?cr 除以抗力分項系數(shù) ?R ，即： 取梁的整體穩(wěn)定系數(shù) ?b為： 有： RcrxxWM???ycrb f?? ?ffWMbRybxx ????? 整體穩(wěn)定系數(shù) 第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 即： 此式即為規(guī)范中梁的整體穩(wěn)定計算公式。 由前面知： 將 Q235鋼的 fy =235N／ mm2代入 fWMxbx ??2125 ????????????htAhWWM yxyxcrcr???ycrb f?? ? 整體穩(wěn)定系數(shù) 第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 得到穩(wěn)定系數(shù)的近似值為： 對于屈服強度 fy 不同于 235N／ mm2的鋼材 ，有： 212 4 3 2 0??????????htWAh yxyb???yyxyb fhtWAh 2 3 514 3 2 0212 ?????????? ??? 整體穩(wěn)定系數(shù) 第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 對于單軸對稱焊接工字形截面簡支梁的一般情況，梁整體穩(wěn)定系數(shù) ?b的計算公式可以寫為如下的形式： 式中 ?b ? 工字形截面簡支梁的等效彎矩系數(shù)； ?b ? 截面不對稱影響系數(shù)：雙軸對稱工字形截面取?b =0，加強受壓翼緣的工字形截面取 ?b =(2?b?1)， 加強受拉翼緣的工字形截面取 ?b =2?b?1； ?b=I1 / (I1+I2)， I1和 I2分別為受壓翼緣和受拉翼緣對 y軸的慣性矩 。 ybyxybb fhtWAh 2354 3 2 0 212 ??????????????????? ????? 整體穩(wěn)定系數(shù) 第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 上述公式都是按照彈性工作階段導出的。對于鋼梁，當考慮殘余應力影響時，可取比例極限 fp = 。因此，當 ?cr fy ，即當算得的穩(wěn)定系數(shù) ?b，梁已進入了彈塑性工作階段，其臨界彎矩有明顯的降低。此時，應按下式對穩(wěn)定系數(shù)進行修正： ?b? =?b? 進而用修正所得系數(shù) ?b? 代替 ?b作整體穩(wěn)定計算。 整體穩(wěn)定系數(shù) 第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 整體穩(wěn)定系數(shù) ?b值的近似計算 對于受均布彎矩 (純彎曲 )作用的構(gòu)件，當 ?y?120(235/fy)1/2時，其整體穩(wěn)定系數(shù) ?b 可按下列近似公式計算： ?1．工字形截面 雙軸對稱時： 單軸對稱時： 2yybf?? ??? ? 2 3 51 4 0 0 21 yybxbfAhW ??? ???第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 ? 2. T形截面 (彎矩作用在對稱軸平面，繞 x軸 ) 彎矩使翼緣受壓時： 雙角鋼組成的 T形截面 剖分 T型鋼板組成的 T形截面 彎矩使翼緣受拉且腹板寬厚比不大于 時 2 3 50 0 1 yyb f?? ??2 3 50 0 2 yyb f?? ??yf235182 3 50 0 0 yyb f?? ?? 整體穩(wěn)定系數(shù) ?b值的近似計算 第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 整體穩(wěn)定性的保證 符合下列任一情況時，不必計算梁的整體穩(wěn)定性。 ? 1．有鋪板 (各種鋼筋混 凝土板和鋼板 )密鋪 在梁的受壓翼緣上并 與其牢固相連接，能 阻止梁受壓翼緣的側(cè) 向位移時； ? 2． H型鋼或工字形截面簡支梁受壓翼緣的自由長度 l1與其寬度 b1之比不超過下表所規(guī)定的數(shù)值時 側(cè)向有支撐點的梁 第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 鋼號 跨中無側(cè)向支撐點的梁 跨中受壓翼緣有側(cè)向支撐點的梁 無論荷載作用于何處 荷載作用在上翼緣 荷載作用于下翼緣 Q235 Q345 Q390 Q420 H型鋼或工字形截面簡支梁不需計算整體穩(wěn)定性的最大 l1/b1值 整體穩(wěn)定性的保證 第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 ? 3．箱形截面簡支梁，其截面尺寸滿足 h／ b0≤6，且 l1／ b0不超過 95(235/fy)時，不必計算梁的整體穩(wěn)定性。 箱形截面梁 整體穩(wěn)定性的保證 第四章 單個構(gòu)件的承載能力 —穩(wěn)定性 對于不符合上述任一條件的梁，則應進行整體穩(wěn)定性的計算。 在最大剛度主平面內(nèi)彎曲的構(gòu)件，