【正文】 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 根據(jù)計(jì)算的 彎矩 Mb1和 剪力 Vb1 可驗(yàn)算綴板的彎曲強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度以及綴板與分肢的連接強(qiáng)度 (P65)。 V M lw b1M fW? ??b1vbb1 . 5 V fht? ??鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 32 ch ?b綴板的尺寸由剛度條件確定，為了保證綴板的剛度，規(guī)范規(guī)定在 同一截面處綴板的線剛度之和不小于構(gòu)件較大單肢線剛度的 6倍。 mmb 640 和ct ?一般?。? 即可滿足上述線剛度比、受力和連接等要求。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 為了增強(qiáng)桿件的整體剛度，保證桿件截面的形狀不變，桿件除在受有較大的水平力處設(shè)置橫膈外，尚應(yīng)在運(yùn)輸單元的端部設(shè)置橫膈， 橫膈的間距不得大于柱截面較大寬度的 9倍和不得大于 8m。橫膈可用鋼板或角鋼做成。 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的橫隔和綴件連接構(gòu)造 圖 格構(gòu)式構(gòu)件的橫隔 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 1. 截面選擇 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì) (1) 按實(shí)軸（設(shè)為 y軸）整體穩(wěn)定條件選擇截面尺寸 設(shè)計(jì)截面時(shí)，當(dāng)軸力設(shè)計(jì)值 N 、計(jì)算長(zhǎng)度（ l0x和 l0y）、鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f和截面類型都已知時(shí)，截面選擇分為兩個(gè)步驟： 首先按實(shí)軸穩(wěn)定要求選擇截面兩分肢的尺寸，其次按繞虛軸與實(shí)軸等穩(wěn)定條件確定分肢間距。 假定長(zhǎng)細(xì)比 ? ，一般在 60～ 100范圍內(nèi)，當(dāng)軸力大而計(jì)算長(zhǎng)度l0y小時(shí)， ?取較小值，反之取較大值。根據(jù) ?y及鋼號(hào)和截面分類查得 ? 值，按下式計(jì)算所需的截面面積 A。 NAf??鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 求截面繞實(shí)軸方向所需的回轉(zhuǎn)半徑，如分肢為組合截面時(shí)，則還應(yīng)由 iy按附錄 5的近似值求出所需截面寬度 b=iy/?1。 0yyyli?? 對(duì)于 型鋼截面 ，根據(jù) A、 iy查型鋼表，可選擇分肢型鋼的規(guī)格。對(duì)于 焊接組合截面 ，根據(jù)截面的面積和寬度 b 初選截面尺寸。以上要進(jìn)行實(shí)軸穩(wěn)定和剛度驗(yàn)算，必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算和板件寬厚比驗(yàn)算。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 由 ?x 求出對(duì)虛軸所需的回轉(zhuǎn)半徑 ix ，查附錄 5可求得兩分肢間的距離 h，一般取為10mm的倍數(shù)。（查表時(shí)應(yīng)注意虛實(shí)軸的位置）。兩分肢翼緣間的凈空應(yīng)大于100mm。 可得 綴條柱 1x2yx 27 AA?? ??綴板柱 212yx ??? ??y1x2x0x 27 ??? ??? AA 綴條柱 y212x0x ???? ??? 綴板柱 為了獲得等穩(wěn)定性，應(yīng)使 ?0x = ?y 用換算長(zhǎng)細(xì)比的計(jì)算公式，即可解得格構(gòu)柱的 ?x，對(duì)于雙肢格構(gòu)柱則有 ： (2)按虛軸（設(shè)為 x軸）與實(shí)軸等穩(wěn)定原則確定兩肢間距 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 注意： 1) λy與 λ0x均不得超過(guò)容許長(zhǎng)細(xì)比 [λ] 2) 綴條柱分肢長(zhǎng)細(xì)比 λ1不得超過(guò) λy和 λ0x較大值的 3) 綴板柱分肢長(zhǎng)細(xì)比 λ1不應(yīng)大于 40且不大于 λy和 λ0x較大值 λmax的 （ λmax ＜ 50時(shí)取 50） 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 （ 1）強(qiáng)度驗(yàn)算 強(qiáng)度驗(yàn)算公式與實(shí)腹柱相同。柱的凈截面面積 An不應(yīng)計(jì)入綴條或綴板的截面面積。 （ 2）剛度驗(yàn)算 （ 3）整體穩(wěn)定驗(yàn)算 分別對(duì)實(shí)軸和虛軸驗(yàn)算整體穩(wěn)定性。對(duì)實(shí)軸作整體穩(wěn)定驗(yàn)算時(shí)與實(shí)腹柱相同。對(duì)虛軸作整體穩(wěn)定驗(yàn)算時(shí)，軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù) ? 應(yīng)按換算長(zhǎng)細(xì)比 ?0x 查出。 （ 4）單肢穩(wěn)定驗(yàn)算 （ 5）綴條、綴板設(shè)計(jì) 2. 截面驗(yàn)算 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 32 ch ?b 綴板的尺寸由剛度條件確定，為了保證綴板的剛度，規(guī)范規(guī)定在 同一截面處綴板的線剛度之和不小于構(gòu)件較大單肢線剛度的 6倍。 mmb 640 和ct ?一般?。? 即可滿足上述線剛度比、受力和連接等要求。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 例題 46 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 梁整體穩(wěn)定的概念 梁受橫向荷載 P作用，當(dāng) P增加到某 一數(shù)值時(shí)，梁將在截面承載力尚未充分 發(fā)揮之前突然偏離原來(lái)的彎曲變形平面， 發(fā)生側(cè)向撓曲和扭轉(zhuǎn)，使梁?jiǎn)适Ю^續(xù)承 載的能力，這種現(xiàn)象稱為梁的 整體失穩(wěn) ， 也稱 彎扭失穩(wěn) 或 側(cè)向失穩(wěn) 。 圖 工字形截面簡(jiǎn)支梁整體彎扭失穩(wěn) 167。 梁的整體穩(wěn)定 X X Y Y 1 1 ?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 雙軸對(duì)稱工字形截面簡(jiǎn)支梁的整體穩(wěn)定 1．臨界彎矩 1ytcrE I G IMl??1ytcrcrxxE I G IMW l W????式中： Iy— 梁對(duì) y軸（弱軸）毛截面慣性矩 It— 梁毛截面扭轉(zhuǎn)慣性矩 l1— 梁受壓翼緣的自由長(zhǎng)度 Wx— 梁對(duì) x軸的毛截面模量 E、 G— 鋼材彈性模量和剪變模量 β— 梁側(cè)扭屈曲系數(shù) 1．臨界應(yīng)力 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 ?β值取法： 其中 : β值 β β β 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 臨界彎矩規(guī)律： ?梁的側(cè)向抗彎剛度 EIy、抗扭剛度 GIt愈大，則臨界彎矩 Mcr愈大 ?梁的跨度 l1（或側(cè)向支承點(diǎn)的間距）愈小，則臨界彎矩愈大 ?荷載作用于下翼緣比作用于上翼緣的臨界彎矩 Mcr大 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 為保證梁不發(fā)生整體失穩(wěn)，梁的最大壓應(yīng)力不應(yīng)大于臨界彎矩Mcr產(chǎn)生的的臨界壓應(yīng)力 ?cr 。 梁整體穩(wěn)定實(shí)用算法 crcrxxxMMWW??? ? ?（ ） yc r c rbR y yxxfM fWf??????? ? ? ?bxxM fW? ?crbyf?? ??b為梁的整體穩(wěn)定系數(shù) ?—— 梁上翼緣的最大設(shè)計(jì)應(yīng)力； Mx—— 對(duì)強(qiáng)軸彎曲的最大彎矩； Wx—— 按受壓翼緣確定的毛截面模量； ?R—— 抗力分項(xiàng)系數(shù)； f—— 鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（ =fy/?R）； ?b —— 梁的整體穩(wěn)定系數(shù) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 將式 （ ） 代入 ?b的表達(dá)式得 純彎下簡(jiǎn)支的雙軸對(duì)稱工字形截面梁 的整體穩(wěn)定系數(shù)： 2y1b 2yy43 20 23 51tAhW h f???????????（ ） ?y=l1/iy—— 梁在側(cè)向支點(diǎn)間，截面繞 yy軸的長(zhǎng)細(xì)比； l1—— 受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)間距離（梁的支座處視為有側(cè) 向支承）； iy—— 梁毛截面對(duì) y軸的截面回轉(zhuǎn)半徑； A—— 梁的毛截面面積； h、 t1—— 梁截面全高、受壓翼緣厚度； 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 ?b—— 等效臨界彎矩系數(shù) ； 它主要考慮各種荷載種類和位置所對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)與純彎條件下穩(wěn)定系數(shù)的差異； 按附表 。 2y1b b b2yy4320 2351tAhW h f?? ? ????????? ? ???????（ ） ?y=l1/iy—— 梁在側(cè)向支點(diǎn)間，截面繞 yy軸的長(zhǎng)細(xì)比； l1—— 受壓翼緣側(cè)向支點(diǎn)間距離（梁的支座處視為有側(cè)向支承）； iy—— 梁毛截面對(duì) y軸的截面回轉(zhuǎn)半徑； A—— 梁的毛截面面積； h、 t1—— 梁截面全高、受壓翼緣厚度； ?b—— 截面不對(duì)稱修正系數(shù)。 雙軸對(duì)稱工字形截面： ?b=0 單軸對(duì)稱工字形截面取值見(jiàn)規(guī)范。 焊接 工字形截面整體穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算通式： 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 1）當(dāng)算得的 ?b， 此時(shí)材料已進(jìn)入 彈塑性階段 ，整體穩(wěn)定臨界力顯著降低， 必須以 ?’ b代替進(jìn)行修正。 39。 ???bb ??（ ） 2） 軋制普通工字鋼 根據(jù)鋼號(hào)和側(cè)向支承點(diǎn)間的距離，其?b值直接由查附表 16得到，當(dāng) ?b值大于 ，也需要進(jìn)行修正。 注意： 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 整體穩(wěn)定系數(shù) ?b 值的近似計(jì)算 見(jiàn)書(shū) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 不需驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定的情況 （ 1） H型鋼或工字形截面簡(jiǎn)支梁受壓翼緣自由長(zhǎng)度 l1與其寬度 b1之比不超過(guò)下表所列數(shù)值時(shí) 。 H型鋼或工字形截面簡(jiǎn)支梁不需驗(yàn)算整體穩(wěn)定性的最大 l1/b1值 跨中無(wú)側(cè)向支承點(diǎn)的梁鋼 號(hào) 荷載作用在上翼緣荷載作用在下翼緣跨中受壓翼緣有側(cè)向支承點(diǎn)的梁，不論荷載作用于何處Q235 13 .0 20 .0 16 .0Q345 13 .0Q390 10 .0 1 12 .5Q420 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 （ 3） 對(duì)箱形截面簡(jiǎn)支梁，當(dāng)滿足 h/b0 ≤ 6，且 l1/b1≤95（ 235/fy）時(shí)結(jié)構(gòu)就不會(huì)喪失整體穩(wěn)定。 （ 2） 有剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與