钢结构设计规范·轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算·拉弯构件和压弯构

钢结构设计规范·轴⼼受⼒构件和拉弯、压弯构件的计算·拉弯构件和压弯构
4.1.1在主平⾯内受弯的实腹构件(考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第4.4.1条),其抗弯强度应按下列规定计算:
`(M_x)/(γ_xW_(nx))+(M_y)/(γ_xW_(ny))≤f`(4.1.1)
式中M x、M y——同⼀截⾯处绕x轴和y轴的弯矩(对⼯字形截⾯:x轴为强轴,y轴为弱轴);
W
nx、W
ny
——对x轴和y轴的净截⾯模量;
γx、γy——截⾯塑性发展系数;对⼯字形截⾯γy=1.20;对箱形截⾯,γX=Y y=1.05;对其他截⾯,可按表5.2.1采⽤;
f——钢材的抗弯强度设计值。
311图钉
当梁受压翼缘的⾃由外伸宽度与其厚度之⽐⼤于13`sqrt(235//f_y)`⽽不超过15`sqrt(235//f_y)`时,γx=1.0。f y应取为钢材牌号所指屈服点。
对需要计算疲劳的梁,宜取γx=γy=1.0。
4.1.2在主平⾯内受弯的实腹构件(考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第4.4.1条),其抗剪强度应按下式计算:
`τ=(VS)/(It_w)`(4.1.2)
式中V——计算截⾯沿腹板平⾯作⽤的剪⼒;
S——计算剪应⼒处以上⽑截⾯对中和轴的⾯积矩;
I——⽑截⾯惯性矩;
t w——腹板厚度;
fv——钢材的抗剪强度设计值。
4.1.3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,腹板计算⾼度
上边缘的局部承压强度应按下式计算:
`σ_c=(varphiF)/(t_wl_z)≤f`(4.1.3-1)
式中F——集中荷载,对动⼒荷载应考虑动⼒系数;
ψ——集中荷载增⼤系数;对重级.⼯作制吊车梁ψ=1. 35;对其他梁,ψ=1.0;
l z——集中荷载在腹板计算⾼度上边缘的假定分布长度,按下式计算:
l2=a+5h y+2h R ( 4.1.3-2 )
a——集中荷载沿梁跨度⽅向的⽀承长度,对钢轨上的轮压可取50mm;
h y——⾃梁顶⾯⾄腹板计算⾼度上边缘的距离;
h R——轨道的⾼度,对梁顶⽆轨道的梁h R=0;
f——钢材的抗压强度设计值。
在梁的⽀座处,当不设置⽀承加劲肋时,也应按公式(4.1.3-1)汁算腹板计算⾼度下边缘的局部压应⼒,但ψ取1.O。⽀座集中反⼒的假定分布长度,应根据⽀座具体尺⼨参照公式(4.1.3-2)计算。
注:腹板的计算⾼度h o;对轧制型钢梁,为腹板与上、下翼缘相接处两内弧起点间的掩离;对焊接组合梁,为腹板⾼度;对铆接(或⾼强度螺栓连接)组合梁,为上、下翼缘与腹板连接的铆钉(或⾼强度螺栓)线间最近距离(见图4.3.2)。
4.1.4在梁的腹板计算⾼度边缘处,若同时受有较⼤的正应⼒、剪应⼒和局部压应⼒,或同时受有较⼤的正应⼒和剪应⼒(如连续梁中部⽀座处或梁的翼缘截⾯改变处等)时,其折算应⼒应按下式计算:
`sqrt(σ^2+σ_c^2-σσ_c+3τ^2)≤β_1f`(4.1.4-1)
式中,σ、τ、σC——腹板计算⾼度边缘同⼀点上同时产⽣的正应⼒、剪应⼒和局部压应⼒,τ和σc应按公式(4.l.2)和公式(4.1.3-1)计算,σ应按下式计算:
`σ=M/I_n y_1` (4.4.4-2)
σ和σc拉应⼒为正值,压应⼒为负值;
l n——梁净截⾯惯性矩;
y1——所计算点⾄梁中和轴的距离;
β1——计算折算应⼒的强度设计值增⼤系数;当σ与σc异号时,取β1=1.2;当σ与σc同号或σc=0时,取β1=1.1。
4.2.1符合下列情况之⼀时。可不计算梁的整体稳定性:
1有铺板(各种钢筋混凝⼟板和钢板)密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连、能阻⽌梁受压翼缘的侧向位移时。
2 H型钢或等截⾯⼯字形简⽀梁受压翼缘的⾃由长度l1。与其宽度b1之⽐不超过表4.2.1所规定的数值时。
对跨中⽆侧向⽀承点的梁,l1为其跨度;对跨中有侧向⽀承点的梁,l1为受压翼缘侧向⽀承点间的距离(梁的⽀座处视为有侧向⽀承)。
4.2.2除4.2.1条所指情况外,在最⼤刚度平⾯内受承弯的构件,其整体稳定性应按下式计算:
`(M_x)/(varphi_bW_x)≤f`(4.2.2)
式中M x——绕强轴作⽤的最⼤弯矩;
W x——按受压纤维确定的梁⽑截⾯模量;
υb——梁的整体稳定性系数,应按附录B确定。
4.2.3除4.2.1条所指情况外,在两个主平⾯受弯的H型钢截⽽或⼯字形截⾯构件,其整体稳定性应按下式计算:
`(M_x)/(varphi_bW_x)+(M_y)/(γ_yW_y)≤f`(4.2.3)
式中 W x、W y——按受压纤维确定的对⼆轴和对y轴⽑截⾯模量;
υb——绕强轴弯曲所确定的梁整体稳定系数,见4.2.2条。
4.2.4不符合4.2.1条1款情况的箱形截⾯简⽀梁,其截⾯尺⼨(图4.2.4)应满⾜
h /b o≤6,I1/b o≤95(235/f y)。
符合上述规定的箱形截⾯简⽀梁,可不计算整体稳定性。
4.2.5梁的⽀座处,应采取构造措施,以防⽌梁端截⾯的扭转。
4.2.6⽤作减⼩梁受压翼缘⾃由长度的侧向⽀撑,其⽀撑⼒应将梁的受压翼缘视为轴⼼压杆按
5.1.7条计算。
4.3.1承受静⼒荷载和间接承受动⼒荷载的组合梁宜考虑腹板屈曲后强度,按本规范第4.4节的规定计算其抗弯和抗剪承载⼒;⽽直接承受动⼒荷载的吊车梁及类似构件或其他不考虑屈曲后强度的组合梁,则应按本规范第4.3.2条的规定配置加劲肋。当
`h_0//t_w>80sqrt(235//f_y)`时,尚应按本规范第4.3.3条⾄第4.3.5
条的规定计算腹板的稳定性。
轻、中级⼯作制吊车梁计算腹板的稳定性时,吊⼀车轮压设计值可乘以折减系数0.9。
电泳整流器4.3.2组合梁腹板配置加劲肋应符合下列规定(图4.3.2):
图4.3.2加劲肋布置
1-横向加劲肋;2-纵向加劲肋;3-短加劲肋
l当`h_0//t_w≤80sqrt(235//f_y)`时,对有局部压应⼒(σ≠0)的梁,
应按构造配置横向加劲肋;但对⽆局部压应⼒(σ=0)的梁,可不配置加劲肋。
2当`h_0//t_w>80sqrt(235//f_y)`时,应配置横向加劲肋。其中,当`h_0//t_w>170sqrt(235//f_y)`(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`h_0//t_w>150sqrt(235//f_y)`受压翼缘扭转未受到约束时),或按计算需要
时,应在弯曲应⼒较⼤区格的受压区增加配置纵向加劲肋。局部压应⼒很⼤的梁,必要时尚宜在受压区配置短加劲肋。
任何情况下,h o/t w均不应超过250。
此处h o为腹板的计算⾼度(对单轴对称梁,当确定是否要配置纵向加劲肋时,h o应取腹板受压区⾼度h o的2倍),t w为腹板的厚度。
3梁的⽀座处和上翼缘受有较⼤固定集中荷载处,宜设置⽀承加劲肋。
4.3.3仅配置横向加劲肋的腹板(图4.3.2a),其各区格的局部稳定应按下式计算:
`(σ/σ_(cr))^2+(τ/τ_(cr))^2+(σ_c)/σ_(c,cr)≤1`(4.3.3-1)
式中σ——所计算腹板区格内,由平均弯矩产⽣的腹板计算⾼度边缘的弯曲压应⼒;
τ——所计算腹板区格内,由平均剪⼒产⽣的腹板平均剪应⼒,应按
`τ=V//(h_wt_w)`计算,`h_w`为腹板⾼度;
`σ_c`——腹板计算⾼度边缘的局部压应⼒,应按公式(4.1.3-1)计算,但取式中`psi=1.0`;
4.4.1腹板仅配置⽀承加劲肋(或尚有中间横向加劲肋)⽽考虑屈曲后强度的⼯
字形截⾯焊接组合梁(图4.3.2a),应按下式验算抗弯和抗剪承载能⼒:
声音设备
`(V/(0.5V_u)-1)^2+(M-M_f)/(M_(eu)-M_f)≤1`(4.4.1-1)
`M_f=(A_(f1) h_1^2/h_2+A_(f2)h_2)f` (4.4.1-2)
式中M、V——梁的同⼀截⾯上同时产⽣的弯矩和剪⼒设计值;计算时,当V<0.5v u,,取V=0.5V u;当M<M f,取M=M f;
M f——梁两翼缘所承担的弯矩设计值;
A f1、h1——较⼤翼缘的截⾯积及其形⼼⾄梁中和轴的距离;
A f2、h2——较⼩翼缘的截⾯积及其形⼼⾄梁中和轴的距离;
M eu、V u——梁抗弯和抗剪承载⼒设计值。
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1 M eu应按下列公式计算:
`M_(eu)=γ_x alpha_eW_xf` (4.4.1-3)
`alpha_e=1-((1-ρ)h_c^3t_w)/(2I_x)`(4.4.1-4)
高硅铝合金
式中a e——梁截⾯模量考虑腹板有效⾼度的折减系数;
I x——按梁截⾯全部有效算得的绕⼆轴的惯性矩;
h c——按梁截⾯全部有效算得的腹板受压区⾼度;
γx——梁截⾯塑性发展系数;
ρ——腹板受压区有效⾼度系数。
当γb≤0.85时:
`ρ=1.0`(4.4.1-5a)
当0.85<λb≤1.25时:
`ρ=1-0.82(λ_b-0.85)` (4.4.1-5b)
当λb>1.25时:
`ρ=1/λ_b (1-0.2/λ_b)`(4.4.1-5c)
式中λs——⽤于腹板受弯计算时的通⽤⾼厚⽐,按公式(4.3.3-2d) 、(4.3.3-2e)计算。
2 V u应按下列公式计算:
`V_u=h_wt_wf_v` (4.4.1-6a)
当0.8<λs≤1.2时:
`V_u=h_wt_wf_v[1-0.5(λ_s-0.8)]` (4.4.1-6b)
当λs>1.2时:
`V_u=h_wt_wf_v//λ_s^1.2`(4.4.1-6c)
节能玻璃贴膜
式中λs——⽤于腹板受剪计算时的通⽤⾼厚⽐,按公式(4.3.3-3d)、(4.3.3-3e)计算。当组合梁仅配置⽀座加劲肋时,取公式(4.3.3-3e)中的h o/a=o。
4.4.2当仅配置⽀承加劲肋不能满⾜公式(4.4.1-1)的要求时,应在两侧成对配置中间横向加劲肋。中间横向加劲肋和⼟端受有集中压⼒的中间⽀承加劲肋,其截⾯尺⼨除应满⾜公式(4.3.6-1)和公式(4.3.6-2)的要求外,尚应按轴⼼受压构件参照第4.3.7条计算其在腹板平⾯外的稳定性,轴⼼压⼒应按⼀下式计算:
`N_s=V_u-τ_(cr)h_wt_w+F`(4.4.2-1)
式中V u——按公式(4.4.1-6)计算;
h w——腹板⾼度;
τcr——按公式(4.3.3-3)计算;
F——作⽤于中间⽀承加劲肋上端的集中压⼒。
当腹板在⽀座旁的区格利⽤屈曲后强度亦即λs>0.8时,⽀座加劲肋除承受梁的⽀座反⼒外尚应承受拉⼒场的⽔平分⼒H,按压弯构件计算强度和在腹板平⾯外的稳定。
`H=(V_u-τ_(cr)h_wt_w)sqrt(1+(a//h_0)^2)`(4.4.2-2)
对设中间横向加劲肋的梁,a取⽀座端区格的加劲肋间距。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。
H的作⽤点在距腹板计算⾼度上边缘h o/4处。此压弯构件的截⾯和计算长度同⼀般⽀座加劲肋。当⽀座加劲肋采⽤图4.4.2的构造形式时,可按下述简化⽅法进⾏计算:加劲肋1作为承受⽀座反⼒R的轴⼼压杆计算,封头肋板2的截⾯积不应⼩于按下式计算的数值:
`A_c=(3h_0H)/(16ef)` (4.4.2-3)
注:1 腹板⾼厚⽐不应⼤于250。
2 考虑腹板屈曲后强度的梁,可按构造需要设置中间横向加劲肋。
3 中间横向加劲肋间距较⼤(a>2.5h o)和不设中间横向加劲肋的腹板,当满⾜公式(4.3.3-1)时,可取H=O。
图4.4.2设置封头肋板的梁端构造
5.1.1轴⼼受拉构件和轴⼼受压构件的强度,除⾼强度螺栓摩擦型连接处外,应按下式计算:
`σ=N/A_n≤f`(5.1.1-1)
式中N——轴⼼拉⼒或轴⼼压⼒;
A n——净截⾯⾯积。
⾼强度螺栓摩擦型连接处的强度应按下列公式计算:

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