的比较N =b 当计算板件只有一边有邻接板件 ρ——计算系数 按第5.6.2条的规定确定 k k 1f b 则有 =k' 按第5.6.3条的规定采用 e 不考虑双力矩的影响 式中 计算 b 厚度均为t 部分加劲板件和非加劲板件的有效宽厚比应按下列公式计算 与板件纵边的支承类型和板件所受应力的分布情况有关 的比较N 都可以采用一个统一的公式 本次修改对受压板件有效截面的取法及分布位置也做了修改(见第5.6.5条) 不考虑双力矩的影响 对于其他截面形式及受力状况也都有这种情况 ≥-1时 的计算公式(3)至公式(5)时 非加劲板件 σ 翼缘宽度为f 同时考虑到压弯构件一般由稳定控制 α——计算系数 式中 b/t=76=38ρ=76 =1/ t 焊接应力会相应降低 但当b/t≥130后 表中还列出了按原规范和按美国规范的计算结果 第二段即18αρ<b/t<38αρ时为过渡段 5.6.5 腹板的弹性临界应力σ e 应由σ 式(3)可表示为 由第5.6.2条确定 式中 ≥-1时 α=1 c 34根箱形截面试件的试验结果N 为了简便 1 使截面上的内力和应力分布的计算比较复杂 =b 例如箱形截面构件的腹板和翼板都是加劲板件 与各种方法计算结果N 所受应力的大小和分布情况 =162t k=4 当ξ≤1.1时 增加了邻接板件的约束影响 本条所指的加劲板件即为两纵边均与其他板件相连接的板件 =140t 板件的有效宽厚比为一常数25αρ 1.不考虑板组约束 =205 取k c 1 ρ= 当b/t≥76时 ≥0时 c 与邻接板件的约束程度有关 相当于本规范的95% c 可取板组约束系数k b/t=76>38ρ=40.28 结论 注 /N 1 可取k 当时箱形截面试件是由两槽形截面焊接而成 及最大压应力σ E——弹性模量 k 有效宽厚比按第5.6.1条的规定计算 ρ= 带卷边槽形截面和槽形截面的轴心受压 2 非加劲板件即为一纵边与其他板件相连接 短边 为了使用上的方便 5.6.6 压弯和受弯构件中板件的有效宽厚比应按下列规定确定 板件全部有效 表1 使数值有所降低 1 图3 可由下列两例看出 e 两者可以有较大差别 当 b e2 5.6 m——受压板件边缘的最大控制应力(N/mm 由第5.6.2条确定 k 这些公式均为根据薄板稳定理论计算的结果经过回归得到的 2.考虑板组约束 由于焊接应力较大 b/t=120>38ρ=99 因此本次修改不再采用原规范第4.6.4条关于非加劲板件及非均匀受压的部分加劲板件应全截面有效的规定 板件有效宽厚比为常数50 取正值 表3 1 卷边槽形截面 图5.6.5 这次修改对数值适当提高 =1.54 ρ= ——板件有效宽度 表6 A 10根槽形截面腹板非均匀受压试件的试验结果N c 板件全部有效 截面的受拉部分全部有效 加劲板件 和最大压应力值的计算 >-0.4时 1f 表1至表6是试验数据与按第5.6.1条至第5.6.3条的规定计算得到的理论结果的比较 作用于翼缘的板组约束系数用k 的比较N 表4 e e1 =1.06 α=1.15-0.15 =k' 板件的有效宽度则按一定比例分置在受压部分的两侧 22根长柱卷边槽形截面最大压应力在支承边的试件的试验结果N 3 2.考虑板组约束 b c 对加劲板件 以上两点是本次修改时根据试验结果对本条所做的主要修改 得 轴心受压构件截面上承受的最大应力是由压杆整体稳定控制的 其值为 c 当0≥ =2.6 当ξ>1.1时 板件有效宽厚比为常数45 与试验结果相比考虑板组约束与不考虑板组约束的计算结果在平均值与均方差方面差别不大 ≥0时 箱形截面 1)最大压应力作用于支承边(如图5.6.2a所示) 1 7根长柱卷边槽形截面最大压应力在卷边的试件的试验结果N 另一纵边由符合第5.6.4条要求的卷边加劲的板件 板件的弹性失稳临界应力为 结论 最大压应力板件的σ 1 k=4 b 1 ) c 1 e 24根槽形截面最大压应力在自由边的试件的试验结果N 2 t 如计算中不考虑板组约束影响 时 不再列举 1 两块相邻板的板组约束系数之间的应有关系 σ =1 5.6.8 的比较N /t=25ρ=26.5 2 若不计相邻板件的约束作用 5.6.8 =b) 考虑板组约束作用是合理的 c 与各种方法计算结果N ——板组约束系数 5.6.5 ξ=120/20=6 t σ 令 表5.6.4 而统一公式的表达形式因各国依据的实验数据而有所不同 短边 k 有效宽度按一定比例分置在受压的两侧 2 c 1 因此 如仍采用列表的方式确定板件的有效宽厚比 根据上海交通大学 取α=1.15 A 板件全部有效 压弯构件在受力过程中由于压力的P-△效应 =b 按第5.6.1条确定 即公式5.6.1-1至公式5.6.1-3 的比较N e1 1w 当 部分加劲板件和非加劲板件采用了统一的板组约束系数计算公式 1 本规范的数值与美国和欧洲规范的比较接近 /N =1 故 卷边的最小高厚比应根据部分加劲板的宽厚比按表5.6.4采用 5.6.4 k' 当 α=1 箱形截面 <-1时 5.6.7 2)最大压应力作用于部分加劲边(如图5.6.2b所示) 其余板件的最大压应力按 但在某些情况下 衔接第一段与第三段 b 2 都可以采用有效截面的方式进行计算 ≥-1时 从以上例子可以看出 ρ=2 f)作为σ =σ 各板件中的最大控制应力则由截面上的强度设计值f和各板件的应力分布不均匀系数 /t计算 5.6.3 式(3)表明板件的临界应力与稳定系数k和宽厚比b/t有关 t 板件有效宽厚比渐近于56.8 翼缘是部分加劲板件 =0.283 b——板件宽度 ——受压板件另一边缘的应力(N/mm =0.6b =4 取压应力较大一边的邻接板件的宽度 卷边的最小高厚比 2 b 5.6.2 翼缘是非加劲板件 作用于腹板的板组约束系数用k 图5.6.5中的b 受压板件的有效截面图 湖南大学和南昌大学对箱形截面 有效宽厚比除与板件的宽厚比 因此本条采用公式确定板件的有效宽厚比 于使用不便 图5.6.2 短边 发现不论是哪一类板件都具有屈曲后强度 c σ c 部分加劲板和非加劲板件的有效宽厚比 t =0.4b ≥-1时 轴心受压 b b 13根短柱 对于部分加劲板件k' crf 的计算公式 原规范在确定板件的有效宽厚比时 第一段为当b/t≤18αρ时 =1/ 长边 对于部分加劲板件及非加劲板件 有效宽厚比为47.5 c——与计算板件邻接的板件的宽度 =4 对于加劲板件 2 5.6.8条的规定确定 将式(5)和式(6)代入 =177t ) 对于受弯及拉弯构件 5.6.1 板件纵边的支承类型等因素有关外 k=4 以上各式的k值按 t 原规范为当b/t≤30时 1)最大压应力作用于支承边(如图5.6.2c所示) 构件中板件的有效宽厚比与板件所受的压应力分布不均匀系数 和b 湖南大学和南昌大学对箱形截面 图3表示一由板件组成的卷边槽形截面 不考虑双力矩的影响 及最大压应力值均取按构件毛截面作强度计算得到的值 f 5.6.2 ——邻接板件的受压稳定系数 长边 ≥-1时 表示 本条做了修改 =2.4 /t计算 1 故 但对于常用的冷弯薄壁型钢构件的截面形式和尺寸其变化幅度不大 本条对此做了修改 e ) 部分加劲板件 /N 表示 即计算板件为加劲板件时 5.6.1 e 本条给出了第5.6.1条有关公式中需要的板件受压稳定系数k的计算公式 crw =205 还与邻接板件对它的约束程度有关 t——板件的厚度 当 短边 ρ= 对于均匀受压的加劲板件(即α=1 t 腹板宽度为ω 2 式中b ξ=76/180=0.422 1 宜将 构件中的受压板件 1 =(2×20+2×50)t t b/t=120>38ρ=76 当-0.4≥ c μ——泊桑系数 =2.48 板件全部有效 ——板件受压区宽度 部分加劲板件中卷边的高厚比不宜大于12 e1 有效宽厚比按第5.6.1条的规定计算 与各种方法计算结果N min t 规定截面的受拉部分全部有效 表格量将大幅增加 /t=25ρ=50 并据此按照第5.6.1条的规定计算受压板件的有效宽厚比 当考虑板组稳定时 比较结果表明 式中 当b/t≥60时 受弯及拉弯构件因没有或可以不考虑P-△效应 c 计算 按本规范第5.6.7条 圆管截面构件的外径与壁厚之比符合第4.3.2条的规定时 2 k <0时 c 1 e2 表5 采用了将有效宽度平均置于板件两侧的方法 板组约束系数是有区别的 即有效宽厚比用受压区宽厚比的一部分来表示 板件的受拉部分全部有效 受压板件的稳定系数可按下列公式计算 压弯和受弯构件中受压板件不均匀系数 max 应由构件毛截面按强度计算 1 对于加劲板件 8根短柱 =3.0 b/t=180>38ρ=94 长边 1 可分别用下式表示 与板件所受力的各种情况有关 和翼缘的弹性临界应力σ 发现不同的截面形式和不同的受力状况时 c e f作为板件的最大控制应力σ =0.6b t 本条规定了受压板件有效截面的取法及位置 卷边槽形截面构件的腹板是加劲板件 k——板件受压稳定系数 2)最大压应力作用于自由边(如图5.6.2d所示) ρ=2 有效宽厚比的计算公式由三段组成 其受力具有几何非线性性质 c 表1至表6表明 因此本条规定截面上最大控制应力值可取为钢材的强度设计值f ——受压板件边缘的最大压应力(N/mm 2 当 考虑到构件的有效截面特性与板组约束系数的关系并不十分敏感 例2 部分加劲板件和非加劲板件的应力分布示意图 当0≥ 第三段为当b/t≥38αρ时 偏心受压板件的132个试验所得数据的分析 σ c b——计算板件的宽度 本条规定的卷边高厚比限值是按其作为边加劲的最小刚度要求以及在保证卷边不先于平板局部屈曲的基础上确定的 当1≥ 当b/t≤36时 有效宽厚比计算公式5.6.1-1至公式5.6.1-3的右侧为板件受压区的宽度b 1.不考虑板组约束 =1 e c 因此 b——板件的宽度 短边 =1 k 与各种方法计算结果N k =0.4b ——板组约束系数 e /N 对于加劲板件k' crf 3 b 本条在根据试验数据拟合板组约束系数k 偏心受压构件132个试验所得数据的分析 t 为了简化计算 =0.74 =0.11+0.93/(ξ-0.05) 1 2 =2.5>1.7 max 表2 /N e2 有时则会偏于过分保守 1 1w k b 在确定截面上板件的有效宽度时 当 之间应有的关系 即翼缘的板组约束系数k 推算 不考虑板组约束偏于不安全 不考虑板组约束过于保守 对于非加劲板件k' 没有考虑邻接板件的约束影响 该限值是按理想弹塑性材料推导得到的 >k' 当b/t很大时 e 2 由于考虑相邻板件的约束影响后 也考虑了公式(9)所表示的关系 c (5.6.5-2) 取k <0时 t——板件厚度 及最大压应力应由构件毛截面按强度计算 5.6 当 crw 槽形截面构件的腹板是加劲板件 e 和腹板的板组约束系数k 1 1 受压板件的板组约束系数应按下列公式计算 当k 其中σ ξ=20/120=1/6 1 ξ=180/76=2.368 当1≥ 可取按构件毛截面作强度计算时得到的值 =(2×16+2×65)t e 取钢材的强度设计值f 截面上各板件的应力分布下不均匀系数 1 ——压应力分布不均匀系数 确定板件有效宽厚比的参数数目又有增加 不考虑板组约束有时会偏于不安全 =(2×26.5+2×62)t /N 1 截面上各板件的压应力分布不均匀系数 k =1 拉应力为负 因此 b /t=25ρ=62 的比较N 1 当受压板件的宽厚比大于第5.6.1条规定的有效宽厚比时 5.6.7 t 按下列规定计算 >0时 本条规定是关于拉弯 当b/t=76时 1 轴心受压 c 如果计算板件两边均有邻接板件时 与各种方法计算结果N 另一纵边为自由边的板件 c 原规范为了方便设计计算 在拉弯 板件按有效宽厚比计算时 板件有效宽厚比又有增加 当 公式中的计算系数ρ考虑了相邻板件的约束影响 >0时 原规范的数值是根据当时所做试验结果制订的 取1.7 部分加劲板件和非加劲板件的有效宽厚比的计算 k——板件的受压稳定系数 =0.11+0.93/(ξ-0.05) /t=50 截面上各板件的压应力分布不均匀系数 加劲板件 1 k——板件受压稳定系数 b 5.6.3 e 考虑到目前型材供应的改善 板件纵边的支承类型和板件所受应力的大小和分布情况 式(9)表示按板组弹性失稳时 同时截面上各板件的压应力分布不均匀系数 长边 的上限值 k <0时 卷边槽形截面和槽形截面的轴心受压 对于压弯构件 部分加劲板件即为一纵边与其他板件相连接 A 1 1 5.6.6 不考虑双力矩的影响 按第5.6.1条的规定计算 b /t=25ρ=65 在计算中可取其截面全部有效 1 且邻接板件受拉时 (5.6.5-3) =205 本条给出了第5.6.1条有关公式中需要的板组约束系数k 在轴心受压构件中板件的有效宽厚比应根据由构件最大长细比所确定的轴心受压构件的稳定系数与钢材强度设计值的乘积( e 2 例1 k 故 为k =-1的值采用 1 有关 b 构件中的受压板件 这次修改是比较满意的 14根槽形截面最大压应力在支承边的试件的试验结果N 美国和欧洲规范的数值为 当b/t≤38时 1 b 规定截面的受拉部分全部有效 b e 这不尽合理 =1.7 本条规定了轴心受压圆管构件保证局部稳定的圆管外径与壁厚之比的限值 推算得到 以压应力为正 根据对试验数据的分析 k——计算板件的受压稳定系数 与各种方法计算结果N 截面组成的几何尺寸以及所受的应力大小和分布情况等有关 5.6.4 =0.136 b 根据上海交通大学 计及P-△效应后截面上的最大应力大多是用足的或相差不大 板组约束系数与构件截面的形式 当 但当板件上的应力分布有拉应力时 即计算板件为非加劲板件或部分加劲板件 长边 目前国际上已有不少国家采用统一的公式计算加劲板件 此时计算得到的有效宽厚比的值与原规范的基本相符 受压板件的有效截面应自截面的受压部分按图5.6.5所示位置扣除其超出部分(即图中不带斜线部分)来确定 往往会出现截面中受拉应力作用的部位也不一定全部有效 18ρ=13<b/t=20<38ρ=28 =