海洋工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2(編輯修改稿)
2025-02-23 16:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 oa(b) (c)σ τσ c(a)a aστb 加勁肋的設(shè)置 有圖示幾種形式。分析表明，設(shè)加勁肋比增加腹板的厚度能取得更好的經(jīng)濟(jì)效益，因此，在工程中都采用設(shè)置加勁肋的措施。 橫向加勁肋能提高腹板的剪切臨界應(yīng)力，并作為縱向加勁肋的支承；縱向加勁肋對(duì)提高腹板的彎曲臨界應(yīng)力特別有效，設(shè)置時(shí)應(yīng)靠近受壓翼緣； 短加勁肋常用于局部壓應(yīng)力較大的情況。 (a) (b)12(c)123h0t wah1h2a1ht whaa 1 a 2 a 3h1h2h 應(yīng)如何設(shè)置加勁肋才能保證腹板的局部穩(wěn)定呢？ 由于設(shè)置加勁肋后，梁上的腹板可視為四邊簡(jiǎn)支板，因此，先了解四邊簡(jiǎn)支板受各種應(yīng)力單獨(dú)作用時(shí)的穩(wěn)定計(jì)算。 （ 1）各種應(yīng)力單獨(dú)作用時(shí)四邊簡(jiǎn)支板的穩(wěn)定計(jì)算 1）四邊簡(jiǎn)支板非均勻受壓的臨界應(yīng)力公式 222cr )1(12Ε ????????? btk???? 式中的屈曲系數(shù) k還 與板的長(zhǎng)寬比及應(yīng)力梯度 a有關(guān) 121/)( ???? ??σ σσ39。 σ39。ab2)四邊簡(jiǎn)支板均勻受剪的臨界應(yīng)力公式： 2222cr )1(12Ε??????????? ltk????hoτσ ca aτb3）四邊簡(jiǎn)支板一邊受壓臨界應(yīng)力公式： 222crc, )1(12Ε ????????? btk????hoτσ ca aτb注意上述三個(gè)公式中 k 值的計(jì)算。 (2)腹板的穩(wěn)定計(jì)算方法 梁的腹板通常受幾種應(yīng)力（ 、 、 ）同時(shí)作用，當(dāng)這些應(yīng)力達(dá)到某一組合值時(shí)，腹板將由平板穩(wěn)定狀態(tài)變?yōu)槲⑶呐R界平衡狀態(tài)。此時(shí)的穩(wěn)定條件是： ? ?c?12crcrc,c2cr????????????????????????? —— 平均彎矩產(chǎn)生的在腹板計(jì)算高度邊緣處的彎曲壓應(yīng)力； —— 由平均剪力產(chǎn)生的腹板平均剪應(yīng)力， ； —— 腹板邊緣局部壓應(yīng)力，按式 ()計(jì)算，系數(shù) ＝ ； 、 、 —— 在 、 、 單獨(dú)作用下板的臨界應(yīng)力。 ?? ）ww/( thV?c ψcr?? crc,???c? 設(shè)置不同形式的加勁肋，式中各參數(shù)的計(jì)算要求不同，詳見教材。 加勁肋的構(gòu)造、驗(yàn)算和設(shè)置規(guī)定 加勁肋按其作用可分為兩種：一種是為了把腹板分隔成幾個(gè)區(qū)格，以提高腹板的局部穩(wěn)定性。稱為間隔加勁肋；另一種除了上述的作用外，還有傳遞固定集中荷載或支座反力的作用，稱為支承加勁肋。 （ 1）加勁肋的構(gòu)造要求 加勁肋宜在腹板兩側(cè)成對(duì)配置，也允許單側(cè)配置，但支承加勁肋和重級(jí)工作值吊車梁的加勁肋不應(yīng)單側(cè)配置。加勁肋可采用鋼板或型鋼。 橫向加勁肋的最小間距為 ，最大間距為 （對(duì)無局部壓應(yīng)力的梁，當(dāng) 時(shí)，可采用 ）。 加勁肋應(yīng)有足夠的剛度，使其成為腹板的不動(dòng)支承。 在腹板兩側(cè)成對(duì)配置的橫向加勁肋，其截面尺寸應(yīng)按下列公式： h 02h100/ w0 ?th h外伸寬度： （ mm） 厚度： 40300s ?? hb15ss bt ?在腹板一側(cè)配置的鋼板橫向加勁肋，其外伸寬度應(yīng)大于按公式 ()算得的 ，厚度應(yīng)不小于其外伸寬度的 1/15。 在同時(shí)用橫向加勁肋和縱向加勁肋加強(qiáng)的腹板中，橫向加勁肋的截面尺寸除應(yīng)符合上述規(guī)定外，其截面慣性矩應(yīng)滿足下式的要求： 3w0z 3 thI ?縱向加勁肋的慣性矩應(yīng)滿足下式的要求 當(dāng) 時(shí) 當(dāng) 時(shí) 0?ha 3w0y thI ?0?ha 3w0200y thhahaI???????????????? ??下圖所用的軸和軸，當(dāng)加勁肋在兩側(cè)成對(duì)配置時(shí)，取腹板的 軸線 [圖 (b)、 (d)、 (e)]。 當(dāng)加勁肋在腹板一側(cè)配置時(shí)，取與加勁肋相連的腹板邊緣線[圖 (c)、 (f)、 (g)]。 (d)(a)(f)(e) (g)(c)(b)ah0b sb s / 2( ≤60 )b s / 3( ≤40 )b st wyyz zz z z z z ztw圖 加勁肋的構(gòu)造 短加勁肋的最小間距為 ，鋼板短加勁肋的外伸寬度應(yīng)取為橫向加勁肋外伸寬度的 ～ ，厚度應(yīng)不小于短加勁肋外伸寬度的 1/15。用型鋼做成的加勁肋，其截面慣性矩不得小于相應(yīng)鋼板加勁肋的慣性矩。 橫向加勁肋與上、下翼緣焊牢能增加梁的抗扭剛度，但會(huì)降低疲勞強(qiáng)度，吊車梁橫向加勁肋的上端應(yīng)與上翼緣刨平頂緊（當(dāng)為焊接吊車梁，并應(yīng)焊牢）。中間橫向加勁肋的下端不應(yīng)與受拉翼緣焊牢，一般在距受拉翼緣處 斷開 [圖 (a)]，為了提高梁的抗扭剛度，也可另加短角鋼與加勁肋下端焊牢，但抵緊于受拉翼緣而不焊 [圖 (b)]。 為了避免焊縫的集中和交叉以及減小焊接應(yīng)力，焊接梁的橫向加勁肋與翼緣連接處，應(yīng)做成切角，當(dāng)切成斜角時(shí)，其寬度約為 （但不大于 ）高約為 （不大于 ）[圖 (b)]， 為加勁肋的寬度。 hmm1 0 0~503/sb mm40 2/sb mm60sb （ 2）支承加勁肋設(shè)計(jì) 支承加勁肋除滿足上述剛度要求外，還應(yīng)按所承受的支座反力或集中荷載計(jì)算其穩(wěn)定性、端面承壓強(qiáng)度和焊縫強(qiáng)度 。 頂緊不焊(a)刨平頂緊(b)50~100刨平頂緊圖 吊車梁加勁肋構(gòu)造 1）穩(wěn)定性計(jì)算 2）端面承壓計(jì)算 （ 3）加勁肋的設(shè)置規(guī)定 ①當(dāng) 時(shí)，應(yīng)按構(gòu)造設(shè)置橫向加勁肋（ ＜ a＜ ）；對(duì)于無局部壓應(yīng)力作用得梁（ ），可不設(shè)加勁肋。 ②當(dāng) 時(shí)，應(yīng)按計(jì)算設(shè)置橫向加勁肋； ③當(dāng) ，且受壓翼緣受到約束（如連有剛性鋪板、制動(dòng)板和焊有鋼軌）時(shí)，或 （其它情況）或按計(jì)算需要時(shí)，應(yīng)在彎矩較大區(qū)格的受壓區(qū)增加設(shè)置縱向加勁肋。局部壓應(yīng)力很大的梁，必要時(shí)應(yīng)在受壓區(qū)配置短加勁肋。 yw0 /23580/ fth ? h02h 0c ?? yw0 /23580/ fth ?yw0 /235170/ ft ? yw0 /235150/ fth ?在任何情況下， 都不能超過 。 對(duì)單軸對(duì)稱梁，第③條中的 應(yīng)取受壓區(qū)高度 的兩倍。 ④梁的支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處，宜設(shè)置支承加勁肋，并計(jì)算支承加勁肋的穩(wěn)定性。 小結(jié)： 保證梁腹板的局部穩(wěn)定，一般是先按規(guī)定布置加勁肋，再計(jì)算各區(qū)格所受的平均應(yīng)力和相應(yīng)的臨界應(yīng)力，計(jì)算是否滿足相應(yīng)的穩(wěn)定條件。若不滿足或太富裕，則調(diào)整加勁肋間距，重新計(jì)算，直到滿意為止。 w0 /th y/235250 f0h ch 考慮腹板屈曲后強(qiáng)度的梁設(shè)計(jì) 上述方法適合于直接承受動(dòng)力荷載的吊車梁及類似構(gòu)件設(shè)置加勁肋后的腹板局部穩(wěn)定計(jì)算。進(jìn)一步的分析表明，梁腹板受壓屈曲或受剪屈曲后，還有繼續(xù)承受荷載的能力，稱為屈曲后強(qiáng)度。 《 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 （ 50017－ 2023）規(guī)定，對(duì)承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載的組合梁，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮腹板屈曲后的強(qiáng)度。 受壓薄板的屈曲后強(qiáng)度 （ 1） 薄板屈曲分析 圖 ，受有均勻分布的豎向壓力，當(dāng)豎向壓應(yīng)力達(dá)到彈性臨界應(yīng)力時(shí)板開始屈曲。此時(shí)，由于板的四邊有約束，在板的中部會(huì)產(chǎn)生縱向拉力，該拉力牽制屈曲變形的發(fā)展
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