板件的稳定和屈曲后强度的利用(I)

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1、4.6板件的稳定和屈曲后强度的利用均匀受压板件的屈曲现象均匀受压板件的弹性屈曲应力求解板件的稳定承载力与求解构件的稳定承载力的思路是相同的。找出板件弹性屈曲时的临界状态，列出平衡微分方程（式4-100）给出边界条件求出最大变形值（挠度）（式4-101）得出临界力（式4-104）算出弹性屈曲临界应力（式4-107）式4-107中的系数：板的屈曲系数K（式4-106）：与荷载分布和支承边数有关。四边简支K=4；三边简支一边自由K=0.425。嵌固约束系数：板件与板件之间不能像简支板那样自由转动，而是强者对弱者起约束作用。弹性嵌固的程度取决于相互连接的板件的刚度。这种受到约束的板边缘称为弹性嵌固边

2、缘，弹性嵌固板的屈曲应力比简支板的高，嵌固系数大于1进行修正。对工字形截面的轴心压杆，一个翼缘的面积可能接近于腹板面积的二倍，翼缘的厚度比腹板大得多，而宽度又小得多，因此是翼缘对腹板有嵌固作用，计算腹板的屈曲应力时考虑了残余应力的影响后可用嵌固系数1.3。相反，对腹板起嵌固作用的翼缘因提前屈曲而需要小于1.0的约束作用系数。均匀受压板件的非弹性屈曲应力考虑板件的初始缺陷和残余应力的影响，板件屈曲时已进入非弹性阶段。处理板件的非弹性屈曲时，只是把钢材的弹性模量E用板件受力方向的变形切线模量Et代替，与受力垂直的方向仍用弹性模量E，得出式（4-108）。我们将板件的非弹性屈曲应力值控制在什么范围

3、内才认为板件是稳定的？一种是不允许板件的屈曲先于构件的整体屈曲，《钢结构设计规范》（GB50017）对轴心压杆就是这样规定的。另一种是允许板件先屈曲。虽然板件屈曲会降低构件的承载能力，但由于构件的截面较宽，整体刚度好，从节省钢材来说反而合算，《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018）就有这方面的条款。有时对于一般钢结构的部分板件，如大尺寸的焊接组合工字形截面的腹板，也允许其先有局部屈曲。轴心受压构件的局部稳定：根据局部屈曲不先于整体屈曲的原则，板件的临界应力和构件的临界应力相等即可确定出构件的腹板高厚比（式4-113）和翼缘的宽厚比（式4-115）。注意公式的使用条件：只针对于工字型截面

4、；λ取构件两个方向长细比的较大者；当λ<30时，取λ=30；当λ≥100时，取λ=100。实际轴压构件设计时，应首先验算截面的强度和杆件的整体稳定性，然后验算局部稳定。当翼缘不满足要求时，应重新选择截面尺寸；当腹板不满足要求时，可设置纵向加劲肋。受弯构件的局部稳定这里的翼缘是指受压翼缘的稳定。采用薄板弹塑性屈曲的临界应力（式4-108）使其不小于0.95fy可推导出式4-118（弹性设计）、119（塑性设计）、120（弹塑性设计）。（0.95为受压翼缘截面的平均应力）腹板的局部稳定控制有两种考虑方法：考虑腹板屈曲后强度：仅对承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁，计算其腹板的抗弯和抗剪承载力

5、。若用此法，其计算及构造要求应满足4.6.4节内容。不考虑腹板屈曲后强度：仅对直接承受动力荷载的组合梁及不考虑腹板屈曲后强度组合梁，其腹板的稳定是通过设置加劲肋来保证的。由于梁截面腹板高度很高，当采用腹板高厚比限值时，腹板厚度将很厚，浪费材料。将梁腹板做的高而薄，通过设置加劲肋来保证其稳定性是很经济的。加劲肋的分类如何设置腹板加劲肋？⑴当h0/tw≤80√235/fy时，对有局部压应力的梁，应按构造配置横向加劲肋；但对无局部压应力的梁，可不配置加劲肋。⑵当80√235/fy

6、√235/fy(受压翼缘扭转受到约束，如连有刚性铺板、制动板或焊有钢轨时)或150√235/fy

7、伸宽度应大于按公式(4-161)算得的1.2倍，厚度不应小于其外伸宽度的1／15。在同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板中，横向加劲肋的截面尺寸除应符合上述规定外，其截面惯性矩尚应符合式（4-163）；纵向加劲肋的截面惯性矩，应符合式（4-164、165）5.短加劲肋外伸宽度应取横向加劲肋外伸宽度的0.7～1.0倍，厚度不应小于短加劲肋外伸宽度的1／15。6.吊车梁不论其高厚比是多少，只应设置横向加劲肋，且