陈绍蕃,建筑结构,I形截面钢构件腹板屈曲后强度利用

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1、第
期建筑结构


年
月
形截面钢构件腹板屈曲后强度利用陈绍蕃‘
西安建筑科技大学



。
提要
介绍轻型门式框架
形截面钢构件腹板的设计原则和方法首先从防止受压翼缘压入腹板来分析腹板高厚,其次分别论述腹板受剪屈曲后的极限剪力计算、比的最大限值受弯或压弯屈曲后有效宽度的确定,。以及正应力和剪应力联合作用下屈曲后相关关系的计算
关键词〕腹板宽厚比屈曲后强度拉力场有效宽度一












































2、




















因
一






































































,一

































二唱














































































一一一

3、

























!















































、。
,
。一腹板的高厚比受压翼缘产生压力
设曲率半径为,
形截面受弯构件中腹板以受剪为主则

。的竖向分力为。抗弯的作用远不如翼缘有效增大腹板的高






气二丁
,。度可使翼缘抗弯能力发挥得更为充分然乙
,,,翼缘受压至屈服时其应力为几因存在残而在增大腹板高度的同时如果随之增大它,,。
。,,的厚度则腹板消耗钢材过多也是不

4、经济余应力它的平均应变不是几

而是川。,,
的因此先进的设计方法是采用高而薄的。




。


。,腹板这种做法虽然能够引发腹板屈曲但曲率半径和应变之间的关系是,板件屈曲不等于承载能力穷竭而是还有相
二。

。


。当可观的屈曲后强度可以利用由此可得。增大腹板的高厚比有一定的限度首先
一生二少丝


,星竺是腹板过薄时不足以承托受压翼缘以致后


,者在压力大时向腹板一侧屈曲如图

所
。式中
为腹板高度。,示图
!中的梁段

在弯矩
作用下。梁段腹板在
二微段内承受压力

由于受拉

5、翼缘也有竖向分力,腹板有如轴心。,
,受压杆考虑到板的特性引进因数

一
腹板的临界压力为矛
,


乙











一,

人吕。
,





式中为泊桑比令式
的
等于式
作者系
规程》编制组成员。,、
的二倍可得二腹板在剪力作用下的屈曲后强度,丛





受剪板的屈曲后强度由拉力带产生其。作用类似于精架斜杆[2]拉力带的分布有。。式中
。

。

为腹板截面积取可能最小不同的假设有的认为拉力带只作用在横向,值






,并取
二







早则有加劲肋之间

6、如图2(a);有的则认为拉力带,




存在的范围更宽一些包括上下翼缘之间(图。,




‘丫



2(b))前者适用于翼缘较弱的情况后者则,一rc,。Z美国


1993规范把取为114N/mm适用于有较强翼缘的梁此时不仅拉力带较,,其腹板高厚比按加劲肋间距不同而采用下列宽并且翼缘还可以参与构件抗剪直至出现c。:a。.,几个塑性铰为止(图2())两个公式当/h>15时、。,wa/落96500了不下n刃(3)/力{}‘,a。.,,当/h毛15时{、。,Wz毛5250(3b)/瓦习a

7、。BS5950一啄口其中为加劲肋间距英国1990a1.sho而分别采用图2规范也按大于或小于:不少国家的钢结构设计规范已经订入有两个公式n关利用拉力场效应的条文,不过采用的方法a“。·hya。/>‘5时式镇250(345/f)(4)各不相同美国AISC规范采用Basler方.法,属于图2(a)类型,但其公式在推证过程。5,0“55了·a/h毛1时耸镇2丫(4b),中和所设前提有差别存在理论上的缺国际标准15010721规定的公式和a/ho无[3]。Bs595o规范的方法属于图2(b)点英国,关即,

8、,。型其抗剪承载力由表格给出应用不方便.。wh八镇E/24九(5)一一欧洲Ec3ENv1993规范除了给出具体计,对不同的钢号三种规范算得的结果见,算拉力场剪力的方法外还给出一种简单方,。表1三者差别不大不同钢号梁腹板高厚法,其公式见文献「2〕。用后一方法计算,抗比的最大值可统一取为30护力弓,也列瓦剪极限承载力可以由板件的换算高厚比算。。于表中压弯构件此值可适当降低一些。:得换算高厚比由下式给出I形截面梁腹板最大高厚比表1*w一挂h。tw/屈服强度(。zw。。x滩/)(6).a.