箱形截面的塑性发展系数 本标准第6.4节采用另外的方法计算其抗弯强度 c 其折算应力应按下列公式计算 x 6.1.5 y 式中 x 当梁受集中荷载且该荷载处又未设置支承加劲肋时 I——构件的毛截面惯性矩(mm y ——梁净截面惯性矩(mm τ和σ 1 y的截面塑性发展系数 美国和苏联钢结构设计规范用于轨道下的等效分布长度计算 同号时 ＝1.05 ＝1.05 可以判断 1 当考虑截面部分发展塑性时 ＝1.2 ＝1.1 宜按式(6.1.4-2)计算 因此该式中的50mm应该被理解为为了拟合式(6.1.4-2)而引进的 若同时承受较大的正应力 z 在主平面内受弯的实腹式构件 v 系数可增加到2.83 c ——钢材的抗剪强度设计值(N/mm 和γ M 对梁顶无轨道的梁取值为0(mm) 应考虑轨道梁的剪切变形 或同时承受较大的正应力和剪应力时 6 获得了地基梁下反力分布的近似解析解 ) ) 其他截面的塑性发展系数可按本标准表8.1.1采用 随后进行的理论上更加严密的解析分析表明 在梁模型中承压应力的计算应计入荷载作用高度的影响 轨道的抗弯刚度越大 I 复合应力作用下允许应力少量放大 式中 也可采用简化式(6.1.4-3)计算(mm) y 6.1.2 1 S2级及S3级时 并被英国 故公式中取β 与本标准第8章压弯构件的计算规定表8.1.1相衔接 ＝1.20 ) W 其计算应符合下列规定 截面塑性发展系数应按下列规定取值 ——强度增大系数 表11 应取全截面模量 γ 当不设置支承加劲肋时 截面板件宽厚比等级可按本标准表3.5.1根据各板件受压区域应力状态确定 1 c γ 3 S3级或S4级时 考虑到需验算折算应力的部位只是梁的局部区域 当截面板件宽厚比等级为S5级时 2 相当于利用塑性发展系数是1.1484 ny 压力穿过具有抗弯刚度的轨道向梁腹板内扩散 受弯构件的强度 对动力荷载应考虑动力系数(N) 6.1.4 1 对需要计算疲劳的梁 a——集中荷载沿梁跨度方向的支承长度(mm) x 的简化计算方法 3 应按本标准第6.1.2条的规定取值 英国 z 6 x 当截面板件宽厚比等级为S1级 轨道上作用轮压 x 4 ) 同时受有较大的正应力和剪应力处 本条采用有效截面模量考虑其影响 ) 弹性地基梁的变形集中在荷载作用点附近很短的一段 y 当截面板件宽厚比等级为S4或S5级时 γ 扩散的范围越大 h 不宜被理解为轮子和轨道的接触面的长度 ψ＝1.35 应根据支座具体尺寸按式(6.1.4-3)计算 这是因为最大应力出现在局部个别部位 M c f——钢材的抗压强度设计值(N/mm 集中荷载的分布长度l ——轨道绕自身形心轴的惯性矩(mm f ISO等采用的公式]偏大 而为了简化计算 对工字形和箱形截面 剪应力和局部压应力 F——集中荷载设计值 其受剪强度应按下式计算 nx 其受弯强度应按下式计算 当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载且该荷载处又未设置支承加劲肋时 ) 剪应力和局部压应力 因此改用半无限空间上的Timoshenko梁的模型 除考虑腹板屈曲后强度者外 应按本标准式(6.1.3)和式(6.1.4-1)计算 c 经综合考虑条文式(6.1.4-2)中系数取3.25 本条为新增条文 因此在计算公式(6.1.1)中引进了截面塑性发展系数γ 当截面板件宽厚比等级为S1级 本条给出了式(6.1.4-3) 使截面的塑性发展深度不致过大 ＝1.1 σ应按式(6.1.5-2)计算 3 欧洲 应取有效截面模量 6.1 6.1 式中 折算应力公式(6.1.5-1)是根据能量强度理论保证钢材在复杂受力状态下处于弹性状态的条件 ——所计算点至梁中和轴的距离(mm) γ 在主平面内受弯的实腹式构件 c 取β V——计算截面沿腹板平面作用的剪力设计值(N) 式中 k 的取值原则是 t c ——对x轴和y轴的净截面模量 考虑截面部分发展塑性变形 ＝γ σ 真正的接触面长度应在20mm～30mm之间 2 γ 承压应力的扩散更宽 其塑性变形能力低于σ和σ 6.1.5 2)箱形截面 受压翼缘自由外伸宽度与其厚度之比应不大于13ε 因此式(6.1.4-2)正确地反映了这个规律 但为了可靠 和γ 6.1.3 τ n 腹板弯曲受压区已部分退出工作 早在20世纪40年代中期 ) 计算梁的抗弯强度时 大于1 ——构件的腹板厚度(mm) 基本不影响整体性能 ——同一截面处绕x轴和y轴的弯矩设计值(N·mm) y 1)工字形截面(x轴为强轴 4 β f——钢材的抗弯强度设计值(N/mm 为原规范计算公式 指连续梁中部支座处或梁的翼缘截面改变处等 截面塑性发展系数应取为1.0 y 6.1.2 1 x I R 对钢轨上的轮压可取50mm 取β 腹板计算高度上边缘的局部承压强度应按下列公式计算 均匀受压翼缘有效外伸宽度可取15ε 其受剪承载力有较大的提高 γ c 是梁顶面到腹板过渡完成点的距离(mm) 对需要计算疲劳的梁还是以不考虑截面塑性发展为宜 条文中箱形截面的塑性发展系数偏低 以拉应力为正值 对轧制工字形截面梁 6.1.3 ψ——集中荷载的增大系数 l 1 当σ和σ 2 ＝γ 参见表10 ——腹板计算高度边缘同一点上同时产生的正应力 苏联的科学家已经利用半无限空间上的弹性地基梁上模型的级数解 y 受弯构件的强度 为了保证翼缘不丧失局部稳定 不应理解为钢材的屈服强度增大 式(6.1.4-2)和式(6.1.4-3)计算的承压长度对比 则扩散的范围越大 k y 1 日本 W 应改为2.83 h w 直接承受动力荷载的梁也可以考虑塑性发展 但是考虑到腹板越厚翼缘也越厚的规律 同号或σ 考虑到轮压作用在轨道上表面 而对后者取β f 4 ——对主轴x 异号时 但ψ取1.0 支座集中反力的假定分布长度 ＝0时 4 最新的数值分析表明 S2级 也应按式(6.1.4-1)计算腹板计算高度下边缘的局部压应力 ) σ和σ 基于弹性地基梁的模型得到的承压长度[式(6.1.4-2)中的系数改为3.25就是苏联 ψ＝1.0 截面塑性发展系数应按下列规定取值 6.1.1 考虑腹板屈曲后强度的梁 在梁的支座处 S——计算剪应力处以上(或以下)毛截面对中和轴的面积矩(mm 1 2 对其他梁 不必受公式(6.1.3)的抗剪强度计算控制 腹板有效截面可按本标准第8.4.2条的规定采用(mm 6.1.4 在梁的腹板计算高度边缘处 异号时的数值 ——自梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离 计算腹板计算高度边缘的局部承压强度时 下部腹板越薄(即下部越软弱) y轴为弱轴) 应用时应注意 箱形截面的塑性发展系数应该介于1.05～1.2之间 R 当σ与σ 欧洲 受弯构件 y ＝1.0 式(6.1.4-3)实际上反映了与式(6.1.4-2)不同的规律 当σ与σ 宜取γ 考虑腹板屈曲后强度时 ) 6.1.1 ——梁上翼缘绕翼缘中面的惯性矩(mm 而应理解为允许塑性开展 受弯构件 ——轨道的高度 这样得到的承压长度的解析公式的系数从3.25下降到2.17 对重级工作制吊车梁 2 ) I 2 集中荷载的分布长度l 因此对前者取β z ——集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度 x 压应力为负值(N/mm ＝1.2 对焊接梁为上翼缘厚度 σ 表10 也与式(6.1.4-2)直接计算的结果颇为接近