【正文】 H型鋼或工字形截面簡支梁不需驗算整體穩(wěn)定性的最大 l1/b1值 跨中無側(cè)向支承點的梁鋼 號 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)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 （ 3） 對箱形截面簡支梁，當滿足 h/b0 ≤ 6，且 l1/b1≤95（ 235/fy）時結(jié)構(gòu)就不會喪失整體穩(wěn)定。 ???bb ??（ ） 2） 軋制普通工字鋼 根據(jù)鋼號和側(cè)向支承點間的距離，其?b值直接由查附表 16得到，當 ?b值大于 ，也需要進行修正。 焊接 工字形截面整體穩(wěn)定系數(shù)計算通式： 鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 1）當算得的 ?b， 此時材料已進入 彈塑性階段 ，整體穩(wěn)定臨界力顯著降低， 必須以 ?’ b代替進行修正。 2y1b b b2yy4320 2351tAhW h f?? ? ????????? ? ???????（ ） ?y=l1/iy—— 梁在側(cè)向支點間，截面繞 yy軸的長細比； l1—— 受壓翼緣側(cè)向支點間距離（梁的支座處視為有側(cè)向支承）； iy—— 梁毛截面對 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—— 截面不對稱修正系數(shù)。 梁的整體穩(wěn)定 X X Y Y 1 1 ?鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 雙軸對稱工字形截面簡支梁的整體穩(wěn)定 1．臨界彎矩 1ytcrE I G IMl??1ytcrcrxxE I G IMW l W????式中： Iy— 梁對 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度 Wx— 梁對 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．臨界應力 鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(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)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(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)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 為保證梁不發(fā)生整體失穩(wěn)，梁的最大壓應力不應大于臨界彎矩Mcr產(chǎn)生的的臨界壓應力 ?cr 。 鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 例題 46 鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(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 P增加到某 一數(shù)值時，梁將在截面承載力尚未充分 發(fā)揮之前突然偏離原來的彎曲變形平面， 發(fā)生側(cè)向撓曲和扭轉(zhuǎn)，使梁喪失繼續(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) 。 （ 4）單肢穩(wěn)定驗算 （ 5）綴條、綴板設計 2. 截面驗算 鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(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。對實軸作整體穩(wěn)定驗算時與實腹柱相同。柱的凈截面面積 An不應計入綴條或綴板的截面面積。兩分肢翼緣間的凈空應大于100mm。 鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 由 ?x 求出對虛軸所需的回轉(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)。對于 焊接組合截面 ，根據(jù)截面的面積和寬度 b 初選截面尺寸。 NAf??鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 求截面繞實軸方向所需的回轉(zhuǎn)半徑，如分肢為組合截面時，則還應由 iy按附錄 5的近似值求出所需截面寬度 b=iy/?1。 假定長細比 ? ，一般在 60～ 100范圍內(nèi)，當軸力大而計算長度l0y小時， ?取較小值，反之取較大值。橫膈可用鋼板或角鋼做成。 mmb 640 和ct ?一般?。? 即可滿足上述線剛度比、受力和連接等要求。 當它彎曲時，反彎點分布在各段分肢和綴板中點，從柱中取出隔離體如圖 b，則可得綴板所受的 剪力 Vb1 和 端部彎矩 Mb1 為： l1 —— 綴板中心線間 的距離； c —— 肢件軸線間的 距離 111bVlVc?11b1 2VlM ?圖 Vb1 Vb1 Mb1 Vb1 l 1/2 l 1/2 l 1 l 1/2 鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 根據(jù)計算的 彎矩 Mb1和 剪力 Vb1 可驗算綴板的彎曲強度、剪切強度以及綴板與分肢的連接強度 (P65)。 ttN fA?????（ *） ? 按軸心受力計算強度和連接時： η ＝ ? 按軸心受力計算穩(wěn)定性時： 等邊角鋼： η＝ + 短邊相連的不等邊角鋼： η＝ ＋ ，且不大于 長邊相連的不等邊角鋼： η＝ λ為按角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑計算求得的長細比，當 λ20時，取 λ =20。 圖 綴條的內(nèi)力 鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 綴條按軸心受壓構(gòu)件設計。 c o sbtVNn ??（ ） 綴條的最小尺寸不宜小于 L45 4和 L50 36 4。 n —— 承受剪力的斜綴條數(shù)，如圖 a中 n=1， b中 n=2。 Vzy0 mm極限承023585ym a xfAfV ? （ ） 鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 2. 綴條的設計（穩(wěn)定驗算） 綴條柱的每個綴件面如同一 平行弦桁架，綴條的內(nèi)力可與 桁架的腹桿一樣計算。 鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 1. 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的剪力 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的綴件的設計 考慮初始缺陷的影響， 《 規(guī)范 》用以下實用公式計算格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件可能產(chǎn)生的最大剪力設計值 dzdMV ?軸心壓桿在受力撓曲后 任意截面上的剪力 V 為 : ?NM ?圖 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的彎矩和剪力 VlyN(a) (b)M =NY V =NdY(c)dzyYmaxVzNN cosN曲線Yy載力曲線初彎曲maxMV =N si n N簡化(d)V177。 當格構(gòu)式構(gòu)件的分肢長細比滿足下列條件時，即可認為分肢的穩(wěn)定和強度可以滿足而不必再作驗算（即能保證分肢的穩(wěn)定和強度高于整體構(gòu)件）。 ??? c o ss i n/ 221x2x0x 27 AA?? ??則公式簡化為 () 對于綴板式壓桿，用同樣原理也可得綴板式壓桿的換算長細比為： 212x0x ??? ??() ?1—— 分肢對最小剛度軸的長細比 ?1＝ l01/i1 鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 212x0x ??? ??() ?1—— 分肢對最小剛度軸的長細比 ?1＝ l01/i1 l01取值：焊接時，為相鄰兩綴板的凈距離；螺栓連接時，為相鄰兩綴板邊緣螺栓的距離。～ 70186。 鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 經(jīng)理論分析 ， 可以用 換算長細比 ?0x代替對 x軸的長細比 ?x來 考慮剪切變形對臨界荷載的影響 。 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞虛軸的整體穩(wěn)定 實腹式軸心受壓構(gòu)件彎曲屈曲時，剪切變形影響很小，一般可忽略不計。 截面的虛實軸： 垂直于分肢腹板平面的主軸－實軸； 垂直于分肢綴件平面的主軸－虛軸。 綴板：用鋼板組成 。 由 2肢 （ 工字鋼或槽鋼 ） 、 4肢 （ 角鋼 ） 、 3肢（ 圓管 ） 組成 。 鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 例題 44 P105 縱向加勁肋 橫向加勁肋 短加勁肋 鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 167。橫隔的中距不得大于柱截面較大寬度的 9倍 ，也不得大于 8m。橫向加勁肋的間距不得大于 3h0 ，外伸寬度 bs不小于 h0/30+40cm ，厚度 tw 應不小于 bs/15 。 ( 1 0 0 . 1 ) 2 3 5 / yb ft ???翼緣 ywfth /235)(0 ???腹板 3 0 , 3 01 0 0 1 0 0? ? ???? ? ???式 中 ： 構(gòu) 件 兩 方 向 長 細 比 較 大 值 ， 當 時 取 ；當 時 ， 取 。 與 截面類型 、構(gòu)件長細比 ?、 所用鋼種有關(guān) 。 鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 N—— 軸心壓力設計值 ， A—— 構(gòu)件毛截面面積 ， ?—— 材料設計強度 ?—— 軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù) 。 鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性