【正文】 計(jì)算拉彎構(gòu)件的強(qiáng)度時(shí)，若截面全部有效，計(jì)算公式 中的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)采用考慮冷彎效應(yīng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f ′ 。 f???ωeyyexbxxWBWMWM?69 拉彎構(gòu)件 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)均不考慮截面發(fā)展塑 性，而以邊緣屈服作為其承載能力的極限狀態(tài)。 當(dāng) ? by ，則應(yīng)以 代替 ? by ，按下式計(jì)算： 對(duì)于荷載偏離截面彎心但與主軸平行的受彎構(gòu)件， 應(yīng)考慮雙力矩的影響， 其整體穩(wěn)定應(yīng)按下列公式計(jì)算： 式中 B ：雙力矩； Wω ：與彎矩引 起的應(yīng)力同一驗(yàn)算點(diǎn)處的毛截面 扇性模量。 b= ξ 1 ξ 2 ξ 1 ξ 2 ξ 1 ξ 2 1 2 0 3 0 0 0 4 0 0 0 5 0 0 0 6 0 0 0 7 0 0 0 兩端及跨間側(cè)向均為簡(jiǎn)支的受彎構(gòu)件的 ξ ξ 2和 181。 受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)的確定： 對(duì)于 荷載通過(guò)截面剪心并與主軸平行的 單軸或雙軸對(duì) 稱截面（包括點(diǎn)對(duì)稱截面）的簡(jiǎn)支梁 受彎構(gòu)件 ，當(dāng) 繞對(duì)稱 軸 （ x軸）彎曲時(shí)，其整體穩(wěn)定系數(shù)按下式確定： fφ ≤WMexbxm a x)235()εδε(ξWλ4 3 2 0 A hy21x2ybx fφ ????（ b） 63 式中 λy ：梁在彎矩作用平面外的長(zhǎng)細(xì)比； A ：毛截面面積； h ：截面高度； l 0 ：梁的側(cè)向計(jì)算長(zhǎng)度， ； 181。 x 軸和 y 軸方向的剪應(yīng)力可分別按公式 (a)計(jì)算。 vm a x ≤tISVτ f?f≤WMσe n xm a x?（ a） 剪應(yīng)力 正應(yīng)力 60 若 荷載偏離截面彎心但與主軸平行的受彎構(gòu) 件，構(gòu)件將產(chǎn)生彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形，此時(shí)應(yīng)考慮雙力矩 的影響 ，其強(qiáng)度應(yīng)按下列公式計(jì)算： 式中： B ：與彎矩同一截面的雙力矩，簡(jiǎn)支梁的雙力矩按 附錄采用； Wω ：與彎矩引起的應(yīng)力同一驗(yàn)算點(diǎn)處的毛截面扇性 模量。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì) 軸心受壓 構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比進(jìn)行控制： 冷彎薄壁型鋼受壓構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比見(jiàn)下表。 因?yàn)閱沃膸缀稳毕菘赡苁挂粋€(gè)單肢的受力大于另一 個(gè)單肢，為了防止單肢過(guò)于細(xì)長(zhǎng)而先于整個(gè)柱失穩(wěn)，對(duì)單 肢繞自身軸的長(zhǎng)細(xì)比 λ1需加以限制。 開(kāi)口截面軸心受壓和壓彎構(gòu)件的約束系數(shù) 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的彈性屈曲臨界力通常均可不考 慮水平剪力的影響，據(jù)計(jì)算，因水平剪力所致附加彎曲大 約使此類(lèi)構(gòu)件的歐拉臨界力降低約 ％左右。 對(duì)于 受力較大的不卷邊的等邊單角鋼軸心受壓構(gòu)件， 宜作為單軸對(duì)稱開(kāi)口截面按照彎扭屈曲來(lái)計(jì)算。 閉口截面、雙軸對(duì)稱的開(kāi)口截面和截面全 部有效的不卷邊的等邊單角鋼， 計(jì)算其軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn) 定系數(shù)時(shí)，其長(zhǎng)細(xì)比應(yīng)取下列兩式算得的較大值： 式中： λx、 λy ：構(gòu)件對(duì)截面主軸 x軸和 y軸的長(zhǎng)細(xì)比； l ox、 l oy ：構(gòu)件截面繞主軸 x軸和 y軸的計(jì)算長(zhǎng)度； i x、 i y ：構(gòu)件 毛截面 對(duì)主軸 x軸和 y軸的回轉(zhuǎn)半徑。 2c0ee λd0 . 9 1bb ??2c0ee λd1 . 1 1bb ??Etb0 .5 3λ yc f?其中： 49 計(jì)算單軸對(duì)稱開(kāi)口截面的軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度時(shí)，若 軸心壓力不通過(guò)截面剪切中心（或不通過(guò) Z 形截面的扇性 零點(diǎn)），計(jì)算同受拉構(gòu)件一樣，需考慮雙力矩的影響，但 An改用 Aen即可。 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)均不考慮截面發(fā)展塑 性，而以邊緣屈服作為其承載能力的極限狀態(tài)。 f≤WBANσωn??46 2. 剛度 按正常使用極限狀態(tài)的要求，軸心受拉構(gòu)件不應(yīng)過(guò)分 柔弱而應(yīng)該具有必要的剛度，以保證構(gòu)件在運(yùn)輸和安裝過(guò) 程中不產(chǎn)生過(guò)度的變形。 計(jì)算單軸對(duì)稱開(kāi)口截面的軸心受拉構(gòu)件的強(qiáng)度時(shí)，若 軸心拉力不通過(guò)截面剪切中心（或不通過(guò) Z 形截面的扇性 零點(diǎn)），受拉構(gòu)件將處于拉、扭組合的復(fù)雜受力狀態(tài)，則 應(yīng)考慮雙力矩的影響 ，按下式計(jì)算： )nn0 . 51(NN 1??f≤ANσ ?f≤ANσ n??45 式中： B ：雙力矩； Wω ：毛截面的扇性模量或稱扇性抵抗矩， Wω=I ω /ω 。 附錄中給出了兩端簡(jiǎn)支的構(gòu)件在扭矩作用下解得的 雙力矩 Bω的計(jì)算公式，可供選用。 由右圖已知一個(gè)翼緣的側(cè)向彎矩為 上下翼緣的彎矩大小相等但方向 相反，形成稱為雙力矩的一種內(nèi)力， ? ????? ωω EIM? ?kk IG=M?? ????? ωkz EIIG=M （ 7） 2222zddIE2hzdudIEM ?fff ?????y z x Mf Mf + dM f Vf + dVf Vf dz ? ????? 2ω hEI2)(1hMB ff40 將 (6)式即 代入 中，得 雙力矩的普遍公式： 比較上式和 知： 在外扭矩作用下的約束扭轉(zhuǎn)，構(gòu)件截面中產(chǎn)生以下三 種應(yīng)力： 雙軸對(duì)稱工字型截面翼緣因翹 曲而產(chǎn)生的翹曲正應(yīng)力和翹曲剪應(yīng) 力，如圖所示。 ? ????? ωω EIM（ 5） （ 6） 39 (6)式是由雙軸對(duì)稱工字形截面導(dǎo)出的，故僅適用于工 字形截面。 自由扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力所產(chǎn)生的扭矩之和構(gòu)成內(nèi)部自由扭轉(zhuǎn) 力矩 Mk ，由前面已知 Mk應(yīng)為： 每一翼緣中翹曲剪應(yīng)力之和應(yīng)為翼緣中的彎曲剪力 Vf ，即在上下翼緣中形成大小相等、方向相反的剪力 Vf 。 只要組成構(gòu)件的諸板件其厚度與寬度之比小于等于 1/10，輪廓尺寸與構(gòu)件的長(zhǎng)度之比小于等于 1/10，那么構(gòu) 件彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)中面產(chǎn)生的剪應(yīng)變是極微小的，它對(duì)構(gòu)件 受力的影響很小，可以忽略不計(jì)。 這一假定稱為截面形狀不變假定或剛周邊假定。 通常從某一扇性零點(diǎn)開(kāi)始，以逆時(shí)針得到的扇性坐標(biāo) 為正值，以順時(shí)針得到的扇性坐標(biāo)為負(fù)值，故 ωs的計(jì)算 值是帶有正負(fù)號(hào)的。 陰影的面積相當(dāng)于以 ds為底邊，以 ρs 為三角形的高所形成的三角形面積。 ：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的扭轉(zhuǎn)角； Ik ：截面的抗扭慣性矩，又稱扭轉(zhuǎn)常數(shù)。 實(shí)際上承受扭矩作用的構(gòu)件大多數(shù)屬于此種情況。 約束扭轉(zhuǎn)時(shí)，構(gòu)件產(chǎn)生彎曲變 形， 截面上的纖維在縱向不能自由伸縮，從而產(chǎn)生縱向正 應(yīng)力，稱翹曲正應(yīng)力，或稱扇性正應(yīng)力。 如果扭轉(zhuǎn)時(shí)軸向位移不受任何約 束，截面可自由翹曲，稱為自由扭轉(zhuǎn) 或圣維南扭轉(zhuǎn)（純扭轉(zhuǎn)）。 有些截面可以套用現(xiàn)成的計(jì)算公式，但有些截面，需 要先確定截面形心的位置，然后按照 上兩 式確定剪切中心 的位置。 Qyx0是 逆時(shí)針?lè)较虻呐ぞ?，?Qxy0是順時(shí)針?lè)较虻呐ぞ亍? 如圖（ b）所示，曲線坐標(biāo) s以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎担? 號(hào) S為截面的剪力中心，坐標(biāo)為 x0和 y0，取出曲線長(zhǎng)度為 ds，縱向長(zhǎng)度為 dz的微元體，如圖（ c）所示。 那么到底橫向荷載通過(guò)截面的哪一點(diǎn)截面只能產(chǎn)生彎 曲變形，而不產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形呢？ 答案是橫向荷載通過(guò)截面的剪切中心（剪力中心）。 be1 be2 be1 be2 be2 be1 σ 2 σ 2 σ2 be2 be1 be1 be2 be σ 2 σ 2 σ 2 σ 1 σ 1 σ 1 σ 1 σ 1 σ1 (a) 加勁板件 (b) 部分加勁板件 (c) 非加勁板件 受壓板件的有效截面 23 圖中的 be be2 按下列規(guī)定計(jì)算： 對(duì)于加勁板件 對(duì)于部分加勁板件及非加勁板件 圓管截面構(gòu)件的外徑與壁厚之比，對(duì)于 Q235鋼， 不宜大于 100 ；對(duì)于 Q345鋼，不宜大于 68，此時(shí)可 取其全截面有效。 注： 若不計(jì)算相鄰板件的約束作用，可取 k1 = 1 。 時(shí)，1當(dāng) ≥ψ ψψ +=k 的值采用。 規(guī)范 《 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 》 GB500182022對(duì) 有效寬厚比的規(guī)定，是以同時(shí)適用于各類(lèi)支承條件的形式 給出，這是其優(yōu)點(diǎn)和獨(dú)特之處。 16 將受壓薄板達(dá)極限狀態(tài)時(shí)的應(yīng)力分布圖先簡(jiǎn)化為矩方 形分布， 這個(gè)矩形圖形的寬度之和就稱為此板的有效寬度。 腹板屈曲后，由于產(chǎn)生了薄膜張力，荷載仍可繼續(xù)增 荷載繼續(xù)增加時(shí)，板的側(cè)邊部分可承受超過(guò)臨界應(yīng)力 的壓力，直至板的側(cè)邊部分的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度 fy 為止。 表注： 1. 單圓鋼壓桿連接于節(jié)點(diǎn)板一側(cè)時(shí)，應(yīng)按壓彎構(gòu)件計(jì)算桿件的 穩(wěn)定性，連接計(jì)算時(shí)，焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)再降低 15％； 2. 單圓鋼拉桿連接于節(jié)點(diǎn)板一側(cè)時(shí)，桿件可按軸心受拉構(gòu)件計(jì) 算，桿件和連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)再降低 15％； 3. 表中項(xiàng)次 2 中的長(zhǎng)細(xì)比 λ，對(duì)中間無(wú)聯(lián)系的單角鋼壓桿，按 最小回轉(zhuǎn)半徑計(jì)算。 螺栓的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 普通鋼結(jié)構(gòu)和冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)所采用的 螺栓 強(qiáng)度設(shè) 計(jì)值是不同的。 γ1 .4 8γ ? ?i=1 2 4 3 t r3 θ2 ??????n1t)r(2ζiiill10 經(jīng)退火、焊接和熱鍍鋅等熱處理的冷彎薄壁型鋼構(gòu)件 不得采用考慮冷彎效應(yīng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（ N/mm2） （ GB50017－ 2022） 冷彎薄壁型鋼強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（ N/mm2） （ GB50018－ 2022） 牌號(hào) 厚度或直徑 /mm 抗拉、抗壓和抗彎 f 抗剪 fv 端面承壓 fce Q235 ≤16 215 125 325 Q345 ≤16 310 180 400 牌號(hào) 抗拉、抗壓和抗彎 f 抗剪 fv 端面承壓 fce Q215 185 105 275 Q235 205 120 310 Q345 300 175 400 8 冷彎薄壁型鋼系由鋼板或剛帶經(jīng)冷加工成型的，由于 冷作硬化的影響，冷彎薄壁型鋼的屈服強(qiáng)度將較母材有較 大的提高。 S： 荷載效應(yīng)組合的標(biāo)準(zhǔn)值。 求 S 時(shí)考慮荷載效應(yīng)的基本組合，必要時(shí)尚應(yīng)考慮荷 載效應(yīng)的偶然組合。 設(shè)計(jì)的基本規(guī)定 設(shè)計(jì)計(jì)算原則 輕型鋼結(jié)構(gòu)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方 法，以分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。按承載能力極限狀 態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 S 取值： ①由活荷載效應(yīng)控制的組合 ②由恒荷載效應(yīng)控制的組合 ① 由活荷載效