图3.2-2 焊接工字形截面2.受弯构件整体稳定计算当受弯构件不满足上述1中要求时,则需要计算整体稳定。......
2025-09-30
1.受弯构件
(1)受弯构件的抗弯计算 弯矩Mx(对H形截面和工字形截面x轴为强轴)作用在一个主平面内的受弯构件,其弯曲强度应符合下式要求:
Mx≤Wpnxf (3.7-3)
式中 Wpnx——对x轴的塑性净截面模量。
(2)受弯构件的抗剪计算 受弯构件的剪力V假定由腹板承受,剪切强度应符合下式要求:
V≤hwtwfv (3.7-4)
式中 hw、tw——腹板高度和厚度;
fv——钢材抗剪强度设计值。
2.压弯构件
(1)压弯构件强度计算 弯矩作用在一个主平面内的压弯构件,其强度应符合下列公式的要求:
当
时:
Mx≤Wpnxf (3.7-5)
当
时:

式中 An——构件的净截面面积。
压弯构件的压力N不应大于0.6Anf,其剪切强度应符合式(3.7-4)的要求。
(2)压弯构件稳定计算
1)弯矩作用平面内的稳定。弯矩作用在一个主平面内的压弯构件,弯矩作用平面内的稳定应符合下式要求:

式中 Wpx——对x轴的塑性毛截面模量。
φx、N′Ex和βmx计算参照第3.3.8节相关内容。
2)弯矩作用平面外的稳定。弯矩作用在一个主平面内的压弯构件,弯矩作用平面外的稳定应符合下式要求:


图3.7-1 门式刚架柱受力及其截面
φy、φb、η和βtx计算参照第3.3.8节相关内容。
【例3.7-1】 某门式刚架柱底部铰接,受到剪力、弯矩和轴向压力作用,如图3.7-1所示。柱高6m,在距柱顶三分之一处设侧向支承(支承加在x轴平面内)。柱截面为焊接工字形,翼缘板为剪切边,截面参数为:A=7056mm2,Ix=20729×104mm4,Iy=2073×104mm4,Wx=1036×103mm3,Wy=207.3×103mm3,ix=171.4mm,iy=54.2mm,截面无削弱,钢材为Q235。刚架柱在刚架平面内的计算长度系数取为3.29。采用塑性设计法对柱AB进行验算。
解答:
1.强度验算

塑性截面抵抗矩(为塑性中和轴上、下面积矩之和,双轴对称截面的塑性中和轴在中央):
Wpnx=(2×200×12×194+2×188×6×94)mm3=1.143×106mm3
Mx=179.9kN·m<Wpnxf=1.143×106×215×10-3kN·m=245.7kN·m 满足(https://www.chuimin.cn)
2.抗剪
V=29.98kN<hwtwfv=376×6×125×10-3kN=282kN 满足
3.弯矩作用平面内的稳定
刚架柱在刚架平面内的计算长度:l0x=3.29×6000mm=19740mm

截面对x轴为b类截面,λx=115.2,查表3.3-6b得到φx=0.463
NEX′=π2EA/(1.1λ2x)=π2×206×103×7056/(1.1×115.22)N=982.7kN
此刚架为未考虑二阶效应的无支撑刚架,取βmx=1.0

4.弯矩作用平面外的稳定
(1)支承点与其相邻支承点间构件的长细比λy验算
假定在C点出现塑性铰,验算柱顶至C点间构件的长细比:
C点处弯矩:M1=2M/3=2×179.9/3kN·m=119.9kN·m

(2)平面外稳定
AC段不出现塑性铰,平面外稳定计算与3.3.8节相同,此处不再验算。现验算BC段平面外稳定情况。
λy=36.9
截面对y轴属于c类截面,由λy=36.9查3.3-6c表,φy=0.859
截面为非闭口截面,η=1.0


5.局部稳定验算
(1)翼缘

(2)腹板

【例3.7-2】 对结构进行塑性设计时,下列关于变形验算中荷载取值及采用的计算方法的叙述,正确的是哪一项( )?
(A)荷载用标准值,采用塑性理论计算 (B)荷载采用设计值,采用塑性理论计算
(C)荷载用标准值,采用弹性理论计算 (D)荷载用设计值,采用弹性理论计算
答案:(C)
解答:根据3.7.1节中的(2)可知。
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