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内容发布更新时间 : 2024/6/26 20:37:43星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

5.5考虑腹板屈曲后强度的梁设计

承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁,其腹板宜考虑屈曲后强度,可仅在支座处和固定集中荷载处设置支承加劲肋,或设有中间横向加劲肋,其高厚比可以达到250也不必设置纵向加劲肋。下面介绍我国规范规定的实用计算方法。此计算方法不适用于直接承受动力荷载的吊车梁。

5.5.1 腹板屈曲后的抗剪承载力Vu

腹板屈曲后的抗剪承载力Vu,根据理论和试验研究,可用下列公式计算:

当?s?0.8时, Vu?h0twfv (5. 44a) 当0.8??s?1.2时, Vu?h ) (5. 44b) ?(s?0.?1?0.5? 80twfv1.2当?s?1.2时, Vu?h0twfv?s (5. 44c)

式中 ?s——用于腹板抗剪计算时的通用高厚比。

?s?fy?cr?h0tw41??fy235 (5. 45)

22当ah0?1.0时,??4?5.34(h0a);当ah0?1.0时,??5.34?4(h0a)。如果

只设置支承加劲肋而使ah0更大时,则可取??5.34。 5.5.2 腹板屈曲后的抗弯承载力Meu

腹板屈曲后抗剪承载力有所提高,但由于弯矩作用下腹板受压区屈曲后使梁的抗弯承载力有所下降,我国规范建议采用下列近似公式计算梁的抗弯承载力。

c(a)(b)(c)(d)

图 5.24 梁截面模量折减系数计算

采用有效截面的概念,假定腹板受压区有效高度?hc,等分在hc的两端,中部则扣去

(1??)hc的高度,梁的中和轴也有所下降。假定腹板受拉区与受压区同样减去此高度[图5.24

(d)],这样中和轴可不变动,计算较简便。

腹板截面如图5.24(d)时,梁截面惯性矩为(忽略孔洞绕自身轴惯性轴):

h1Ixe?Ix?2(1??)hctw(c)2?Ix?(1??)hc3tw

22梁截面模量折减系数为:

WxeIxe(1??)hc3tw (5.46) ?e???1?WxIx2Ix上式是按双轴对称截面塑性发展系数?x?1.0得出的偏安全的近似公式,也可用于

?x?1.05和单轴对称截面。

梁的抗弯承载力设计值为:

Meu??x?eWxf (5.47)

式(5.46)中的有效高度系数?与计算局部稳定中临界应力?cr一样以通用高厚比

?b?fy?cr作为参数,也分为三个阶段,分界点与计算?cr相同。?按下列公式计算:

当?b?0.85时, ??1.0 (5.48a)

2b(?当0.8??b?1.25时, ??1?0.8?0. 8 (5.48b)

当?s?1.25时, ??(1?0.2?b)?b (5.48c) 通用高厚比仍按局部稳定计算中式(5.28)计算。当??1.0时,?e?1,全截面有效。 5.5.3 考虑腹板屈曲后强度的梁的计算公式

实际组合梁的腹板通常承受弯矩和剪力的共同作用,屈曲后的承载能力分析非常复杂,规范采用如下相关公式来表达屈曲后的承载能力:

当MMf?1.0时, V?Vu (5.49a) 当VVu?0.5时, M?Meu (5.49b) 其他情况, (M?MfV?1)2??1.0 (5.49c) 0.5VuMeu?Mf式中 M、V——所计算区格内同一截面处梁的弯矩和剪力设计值;计算时当

VVu?0.5时,取V?0.5Vu;M?Mf时,取M?Mf。

Meu、Vu——梁抗弯和抗剪承载力设计值;

Mf——梁两翼缘所承担的弯矩设计值:对双轴对称截面梁,Mf?Afhff(此

处Af为一个翼缘截面积;hf为上、下翼缘轴线间距离);对单轴对称截面梁,

h12Mf?(Af1?Af2h2)f(此处Af1、h1为较大翼缘截面面积及其形心至梁中和轴距离;

h2Af2、h2为较小翼缘的相应值)。

5.5.4 考虑腹板屈曲后强度的梁的加劲肋设计特点

(1)横向加劲肋不允许单侧设置,其截面尺寸满足外伸宽度为bs?h030?40mm,厚度为ts?bs/15。

(2)考虑腹板屈曲后强度的中间横向加劲肋,受到斜向张力场的竖向分力的作用,此竖向分力Ns,《钢结构设计规范》考虑张力的水平分力的影响,将中间横向加劲肋所受轴心压力加大为:

Ns?Vu?h0tw?cr (5.50)

式中,Vu按式(5.44)计算;?cr按式(5.31)计算。

若中间横向加劲肋还承受集中荷载F,则按N?Ns?F计算其在腹板平面外的稳定。 (3)当?s?0.8时,梁支座加劲肋,除承受梁支座反力R外,还承受张力场斜拉力的水平分力Ht,此时按压弯构件计算强度和在腹板平面外的稳定。此压弯构件的截面和计算长度同一般支座加劲肋。

Ht?(Vu?h0tw?cr)1?(ah0) (5.51)

0241(a)(b)

图 5.25 梁端构造

Ht的作用点可取为距上翼缘h04处[图5.25(a)]。对设有中间横向加劲肋的梁,a取支座端区格加劲肋的间距。对不设中间加劲肋的腹板,a取梁支座至跨内剪力为零点的距离。

当支座加劲肋采用图图5.25(a)所示的构造形式时,可按下述简化计算方法进行计算:加劲肋作为承受支座反力R的轴心压杆计算,封头肋板的截面面积应满足下列条件:

Ac?3h0Ht (5.52) 16ef式中e——支座加劲肋与封头板的距离;f——钢材强度设计值。