薄壁型钢构件计算文档格式.docx

薄壁型钢构件计算文档格式.docx

《薄壁型钢构件计算文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《薄壁型钢构件计算文档格式.docx（21页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

Ae——有效截面面积。

5．2．3计算闭口截面、双轴对称的开口截面和截面全部有效的不卷边的等边单角钢轴心受压构件的稳定系数时，其长细比应取按下列公式算得的较大值：

λx、λy——构件对截面主轴x轴和y轴的长细比；

l0x、l0y——构件在垂直于截面主轴x轴和y轴的平面内的计算长度；

ix、iy——构件毛截面对其主轴x轴和y轴的回转半径。

5．2．4计算单轴对称开口截面（如图5．2．4所示）轴心受压构件的稳定系数时，其长细比应取按公式5．2．3-2和下式算得的较大值：

式中λω——弯扭屈曲的换算长细比；

Iω——毛截面扇性惯性矩；

It——毛截面抗扭惯性矩；

e0——毛截面的弯心在对称轴上的坐标；

lω——扭转屈曲的计算长度，lω＝β·

l；

l——无缀板时，为构件的几何长度；

有缀板时，取两相邻缀板中心线的最大间距；

α，β——约束系数，按表5．2．4采用。

表5．2．4开口截面轴心受压和压弯构件的约束系数

图5．2．4单轴对称开口截面示意图

5．2．5有缀板的单轴对称开口截面轴心受压构件弯扭屈曲的换算长细比λω可按公式5．2．4-1计算，约束系数α、β可按表5．2．4采用，但扭转屈曲的计算长度lω＝β·

a，a为缀板中心线的最大间距。

构件两支承点间至少应设置2块缀板（不包括构件支承点处的缀板或封头板在内）。

5．2．6格构式轴心受压构件的稳定性应按公式5．2．2计算，其长细比应按下列规定取λ0x和λ0y中的较大值：

1缀板连接的双肢格构式构件（如图5．2．6a所示）。

2缀条连接的双肢格构式构件（如图5．2．6b所示）。

3缀条连接的三肢格构式构件（如图5．2．6c所示）。

式中λ0x、λ0y——格构式构件的换算长细比；

λx——整个构件对x轴的长细比；

λy——整个构件对虚轴（y轴）的长细比；

λ1——单肢对其自身主轴（1轴）的长细比，计算长度取缀板间净距；

A——所有单肢毛截面的面积之和；

A1——构件横截面所截各斜缀条毛截面面积之和。

图5．2．6格构式构件截面示意图

格构式轴心受压构件，当缀材为缀条时，其分肢的长细比λ1不应大于构件最大长细比λmax的0．7倍；

当缀材为缀板时，λ1不应大于40，且不应大于λmax的0．5倍（当λmax＜50时，取λmax＝50），此时可不计算单肢的强度和稳定性。

斜缀条与构件轴线间的夹角宜不小于40°

，不大于70°

。

5．2．7格构式轴心受压构件的剪力应按下式计算：

式中V——剪力；

A——构件所有单肢毛截面面积之和；

fy——钢材的屈服强度，Q235钢的fy＝235N／mm2，Q345钢的fy＝345N／mm2。

剪力V值沿构件全长不变，由承受该剪力的有关缀板或缀条分担。

5．3受弯构件

5．3．1荷载通过截面弯心并与主轴平行的受弯构件（如图5．3．1所示）的强度和稳定性应按下列公式计算：

式中Mmax——跨间对主轴x轴的最大弯矩；

Vmax——最大剪力；

Wenx——对主轴x轴的较小有效净截面模量；

τ——剪应力；

S——计算剪应力处以上截面对中和轴的面积矩；

I——毛截面惯性矩；

t——腹板厚度之和；

——受弯构件的整体稳定系数，应按本规范附录A中A．2的规定计算；

Wex——对截面主轴x轴的受压边缘的有效截面模量；

fv——钢材抗剪强度设计值。

图5．3．1荷载通过弯心并与主轴平行的受弯构件截面示意图

5．3．2荷载偏离截面弯心但与主轴平行的受弯构件（如图5．3．2所示）的强度和稳定性应按下列公式计算：

图5．3．2荷载偏离弯心但与主轴平行的受弯构件截面示意图

式中M——计算弯矩；

B——与所取弯矩同一截面的双力矩，当受弯构件的受压翼缘上有铺板，且与受压翼缘牢固相连并能阻止受压翼缘侧向变位和扭转时，B＝0，此时可不验算受弯构件的稳定性。

其他情况，B可按本规范附录A中A．4的规定计算；

Wω——与弯矩引起的应力同一验算点处的毛截面扇性模量。

剪应力可按公式5．3．1-2验算。

5．3．3荷载偏离截面弯心且与主轴倾斜的受弯构件（如图5．3．3所示），当在构造上能保证整体稳定性时，其强度可按式5．3．3-1计算：

式中Mx、My——对截面主轴x、y轴的弯矩（图5．3．3所示的截面中，x轴为强轴，y轴为弱轴）；

Weny——对截面主轴y轴的有效净截面模量。

x轴和y轴方向的剪应力可分别按公式5．3．1-2验算。

上述受弯构件，当不能在构造上保证整体稳定性时，可按公式5．3．3-2计算其稳定性：

式中Wey——对截面主轴y轴的受压边缘的有效截面模量。

图5．3．3荷载偏离弯心且与主轴倾斜的受弯构件截面示意图

5．3．4受弯构件支座处的腹板，当有加劲肋时应按公式5．2．2计算其平面外的稳定性，计算长度取受弯构件截面的高度，截面积取加劲肋截面积及加劲肋两侧各

宽度范围内的腹板截面积之和（t为腹板厚度）。

支座处无加劲肋时，应按第7．1．7条的规定验算局部受压承载力。

5．4拉弯构件

5．4．1拉弯构件的强度应按下式计算：

式中Wnx、Wny——对截面主轴x、y轴的净截面模量。

若拉弯构件截面内出现受压区，且受压板件的宽厚比大于第5．6．1条规定的有效宽厚比时，则在计算其净截面特性时应按图5．6．5所示位置扣除受压板件的超出部分。

5．5压弯构件

5．5．1压弯构件的强度应按下式计算：

5．5．2双轴对称截面的压弯构件，当弯矩作用于对称平面内时，应按公式5．5．2-1计算弯矩作用平面内的稳定性：

式中M——计算弯矩，取构件全长范围内的最大弯矩；

βm——等效弯矩系数；

N＇E——系数，

；

E——钢材的弹性模量；

λ——构件在弯矩作用平面内的长细比；

We——对最大受压边缘的有效截面模量。

当弯矩作用在最大刚度平面内时（如图5．5．2所示），尚应按公式5．5．2-2计算弯矩作用平面外的稳定性：

式中η——截面系数，对闭口截面η＝0．7，对其他截面η＝1．0；

——对y轴的轴心受压构件的稳定系数，其长细比应按公式5．2．3-2计算；

——当弯矩作用于最大刚度平面内时，受弯构件的整体稳定系数，应按本规范附录A中A．2的规定计算，对于闭口截面可取

＝1．0。

Mx应取构件计算段的最大弯矩。

图5．5．2双轴对称截面示意图

5．5．3压弯构件的等效弯矩系数βm应按下列规定采用：

1构件端部无侧移且无中间横向荷载时：

式中M1、M2——分别为绝对值较大和较小的端弯矩，当构件以单曲率弯曲时

取正值，当构件以双曲率弯曲时，

取负值。

2构件端部无侧移但有中间横向荷载时：

βm＝1．0

3构件端部有侧移时：

5．5．4单轴对称开口截面（如图5．2．4所示）的压弯构件，当弯矩作用于对称平面内时，除应按第5．5．2条计算弯矩作用平面内的稳定性外，尚应按公式5．2．2计算其弯矩作用平面外的稳定性，此时，公式5．2．2中的轴心受压构件稳定系数

应按公式5．5．4-1算得的弯扭屈曲的换算长细比λω由本规范表A．1．1-1或表A．1．1-2查得。

式中ex——等效偏心距，

，当偏心在截面弯心一侧时ex为负，当偏心在与截面弯心相对的另一侧时ex为正。

M取构件计算段的最大弯矩；

ξ2——横向荷载作用位置影响系数，查表A．2．1；

s——计算系数，按公式5．2．4-2计算；

ea——横向荷载作用点到弯心的距离：

对于偏心压杆或当横向荷载作用在弯心时ea＝0；

当荷载不作用在弯心且荷载方向指向弯心时ea为负，而离开弯心时ea为

正。

若l0x≤l0y，当压弯构件采用本规范表B．1．1-3或表B．1．1-4中所列型钢或当

时，可不计算其弯矩作用平面外的稳定性。

当弯矩作用在对称平面内（如图5．2．4所示），且使截面在弯心一侧受压时，尚应按下式计算：

式中βmy——对y轴的等效弯矩系数，应按第5．5．3条的规定采用；

w＇ey——截面的较小有效截面模量；

N＇ey——系数，

5．5．5单轴对称开口截面压弯构件，当弯矩作用于非对称主平面内时（如图5．5．5所示），除应按公式5．5．5-1计算其弯矩作用平面内的稳定性外，尚应按公式5．5．5-2计算其弯矩作用平面外的稳定性。

图5．5．5单轴对称开口截面绕对称轴弯曲示意图

——对x轴的轴心受压构件的稳定系数，其长细比应按公式5．2．4-1计算；

N＇Ex——系数，

5．5．6双轴对称截面双向压弯构件的稳定性应按下列公式计算：

by——当弯矩作用于最小刚度平面内时，受弯构件的整体稳定系数，应按本规范附录A中A．2的规定计算；

βmx——对x轴的等效弯矩系数，应按第5．5．3条的规定采用。

5．5．7格构式压弯构件，除应计算整个构件的强度和稳定性外，尚应计算单肢的强度和稳定性。

计算缀板或缀条内力用的剪力，应取构件的实际剪力和按第5．2．7条算得的剪力中的较大值。

5．5．8格构式压弯构件，当弯矩绕实轴（x轴）作用时，其弯矩作用平面内和平面外的整体稳定性计算均与实腹式构件相同，但在计算弯矩作用平面外的整体稳定性时，公式5．5．2-2中的

应按第5．2．6条中的换算长细比λ0y确定，

b应取1．0；

当弯矩绕虚轴（y轴）作用时，其弯矩作用平面内的整体稳定性应按下式计算：

、N＇Ey均应按换算长细比λ0y确定，弯矩作用平面外的整体稳定性可不计算，但应计算分肢的稳定性。

5．6构件中的受压板件

5．6．1加劲板件、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：

式中b——板件宽度；

t——板件厚度；

be——板件有效宽度；

α——计算系数，α＝1．15－0．15

，当

＜0时，取α＝1．15；

——压应力分布不均匀系数，

σmax——受压板件边缘的最大压应力（N／mm2），取正值；

σmin——受压板件另一边缘的应力（N／mm2），以压应力为正，拉应力为负；

bc——板件受压区宽度，当

≥0时，bc＝b；

当

＜0时，bc＝

ρ——计算系数，

，其中σ1按本规范第5．6．7条、5．6．8条的规定确定；

k——板件受压稳定系数，按第5．6．2条的规定确定；

k1——板组约束系数，按第5．6．3条的规定采用；

若不计相邻板件的约束作用，可取k1＝1。

5．6．2受压板件的稳定系数可按下列公式计算：

1加劲板件。

当1≥

＞0时：

当0≥

≥-1时：

2部分加劲板件。

1）最大压应力作用于支承边（如图5．6．2a所示）。

2）最大压应力作用于部分加劲边（如图5．6．2b所示）。

3非加劲板件。

1）最大压应力作用于支承边（如图5．6．2c所示）。

＞-0．4时：

当-0．4≥

2）最大压应力作用于自由边（如图5．6．2d所示）。

＜-1时，以上各式的k值按

＝-1的值采用。

图5．6．2部分加劲板件和非加劲板件的应力分布示意图

5．6．3受压板件的板组约束系数应按下列公式计算：

当ξ≤1．1时：

当ξ＞1．1时：

式中b——计算板件的宽度；

c——与计算板件邻接的板件的宽度，如果计算板件两边均有邻接板件时，即计算板件为加劲板件时，取压应力较大一边的邻接板件的宽度；

k——计算板件的受压稳定系数，由第5．6．2条确定；

kc——邻接板件的受压稳定系数，由第5．6．2条确定。

当k1＞k＇1时，取k1＝k＇1，k＇1为k1的上限值。

对于加劲板件k＇1＝1．7；

对于部分加劲板件k＇1＝2．4；

对于非加劲板件k＇1＝3．0。

当计算板件只有一边有邻接板件，即计算板件为非加劲板件或部分加劲板件，且邻接板件受拉时，取k1＝k＇1。

5．6．4部分加劲板件中卷边的高厚比不宜大于12，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。

表5．6．4卷边的最小高厚比

5．6．5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，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，截面的受拉部分全部有效。

图5．6．5受压板件的有效截面图

图5．6．5中的be1和be2按下列规定计算：

对于加劲板件：

≥0时：

＜0时：

be1＝0．4be，be2＝0．6be（5．6．5-2）

对于部分加劲板件及非加劲板件：

be1＝0．4be，be2＝0．6be（5．6．5-3）

式中be按第5．6．1条确定。

5．6．6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，在计算中可取其截面全部有效。

5．6．7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（

f）作为σ1按第5．6．1条的规定计算。

5．6．8在拉弯、压弯和受弯构件中板件的有效宽厚比应按下列规定确定：

1对于压弯构件，截面上各板件的压应力分布不均匀系数

应由构件毛截面按强度计算，不考虑双力矩的影响。

最大压应力板件的σ1取钢材的强度设计值f，其余板件的最大压应力按

推算。

有效宽厚比按第5．6．1条的规定计算。

2对于受弯及拉弯构件，截面上各板件的压应力分布不均匀系数

及最大压应力应由构件毛截面按强度计算，不考虑双力矩的影响。

3板件的受拉部分全部有效。