板件的穩(wěn)定和屈曲后強度的利用ppt課件

1、4.6 板件的穩(wěn)定和屈曲后強度的利用板件的穩(wěn)定和屈曲后強度的利用均勻受壓板件的屈曲景象均勻受壓板件的屈曲景象均勻受壓板件的彈性屈曲應力均勻受壓板件的彈性屈曲應力 求解板件的穩(wěn)定承載力與求解構(gòu)件的穩(wěn)定承載力的思緒是一樣的。找出板件彈性屈曲時的臨界形狀，列出平衡微分方程式4-100給出邊境條件求出最大變形值撓度 式4-101得出臨界力式4-104算出彈性屈曲臨界應力式4-107式式4-107中的系數(shù)：中的系數(shù)：l板的屈曲系數(shù)K式4-106：與荷載分布和支承邊數(shù)有關(guān)。四邊簡支K =4；三邊簡支一邊自在K =0.425。l嵌固約束系數(shù) ：板件與板件之間不能像簡支板那樣自在轉(zhuǎn)動，而是強者對弱者起約束作用

2、。彈性嵌固的程度取決于相互銜接的板件的剛度。這種遭到約束的板邊緣稱為彈性嵌固邊緣，彈性嵌固板的屈曲應力比簡支板的高，嵌固系數(shù)大于1進展修正。l對工字形截面的軸心壓桿，一個翼緣的面積能夠接近于腹板面積的二倍，翼緣的厚度比腹板大得多，而寬度又小得多，因此是翼緣對腹板有嵌固作用，計算腹板的屈曲應力時思索了剩余應力的影響后可用嵌固系數(shù)1.3。相反，對腹板起嵌固作用的翼緣因提早屈曲而需求小于1.0的約束作用系數(shù)。均勻受壓板件的非彈性屈曲應力均勻受壓板件的非彈性屈曲應力 思索板件的初始缺陷和剩余應力的影響，板件屈曲時已進入非彈性階段。處置板件的非彈性屈曲時，只是把鋼材的彈性模量E用板件受力方向的變形切線模

3、量Et替代， 與受力垂直的方向仍用彈性模量E，得出式4-108。我們將板件的非彈性屈曲應力值控制在什么我們將板件的非彈性屈曲應力值控制在什么范圍內(nèi)才以為板件是穩(wěn)定的？范圍內(nèi)才以為板件是穩(wěn)定的？一種是不允許板件的屈曲先于構(gòu)件的整體屈曲，GB 50017對軸心壓桿就是這樣規(guī)定的。另一種是允許板件先屈曲。雖然板件屈曲會降低構(gòu)件的承載才干，但由于構(gòu)件的截面較寬，整體剛度好，從節(jié)省鋼材來說反而合算，GB 50018就有這方面的條款。有時對于普通鋼構(gòu)造的部分板件，如大尺寸的焊接組合工字形截面的腹板，也允許其先有部分屈曲。 軸心受壓構(gòu)件的部分穩(wěn)定：軸心受壓構(gòu)件的部分穩(wěn)定：l根據(jù)部分屈曲不先于整體屈曲的原那么

4、，板件的臨界應力和構(gòu)件的臨界應力相等即可確定出構(gòu)件的腹板高厚比式4-113和翼緣的寬厚比式4-115。l留意公式的運用條件：l只針對于工字型截面；l取構(gòu)件兩個方向長細比的較大者；l當30時，取=30 ；當 100時，取=100 。l實踐軸壓構(gòu)件設(shè)計時，應首先驗算截面的強度和桿件的整體穩(wěn)定性，然后驗算部分穩(wěn)定。當翼緣不滿足要求時，應重新選擇截面尺寸；當腹板不滿足要求時，可設(shè)置縱向加勁肋。受彎構(gòu)件的部分穩(wěn)定受彎構(gòu)件的部分穩(wěn)定 這里的翼緣是指受壓翼緣的穩(wěn)定。 采用薄板彈塑性屈曲的臨界應力式4-108使其不小于0.95f y可推導出式4-118彈性設(shè)計、119塑性設(shè)計、120彈塑性設(shè)計。0.95為受壓

5、翼緣截面的平均應力腹板的部分穩(wěn)定腹板的部分穩(wěn)定控制有兩種思索方法：思索腹板屈曲后強度：僅對接受靜力荷載和間接接受動力荷載的組合梁，計算其腹板的抗彎和抗剪承載力。假設(shè)用此法，其計算及構(gòu)造要求應滿足4.6.4節(jié)內(nèi)容。不思索腹板屈曲后強度：僅對直接接受動力荷載的組合梁及不思索腹板屈曲后強度組合梁，其腹板的穩(wěn)定是經(jīng)過設(shè)置加勁肋來保證的。由于梁截面腹板高度很高，當采用腹板高厚比限值時，腹板厚度將很厚，浪費資料。將梁腹板做的高而薄，經(jīng)過設(shè)置加勁肋來保證其穩(wěn)定性是很經(jīng)濟的。加勁肋的分類加勁肋的分類如何設(shè)置腹板加勁肋？如何設(shè)置腹板加勁肋？當h0/tw80235/fy 時，對有部分壓應力的梁，應按構(gòu)造配置橫向加

6、勁肋；但對無部分壓應力的梁，可不配置加勁肋。當80 235/fy h0/tw 250 235/fy時，應配置橫向加勁肋，并對各區(qū)格進展計算。當 170 235/fy h0/tw 250 235/fy(受壓翼緣改動遭到約束，如連有剛性鋪板、制動板或焊有鋼軌時)或 150 235/fy h0/tw 250 235/fy(受壓翼緣改動未遭到約束時)，或按計算需求時，應在彎曲應力較大區(qū)格的受壓區(qū)不但要配置橫向加勁肋，還要配置縱向加勁肋。部分壓應力很大的梁，必要時髦宜在受壓區(qū)配置短加勁肋。梁的支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處,宜設(shè)置支承加勁肋.加勁肋的構(gòu)造要求加勁肋的構(gòu)造要求l加勁肋宜在腹板兩側(cè)成對

7、配置，也可單側(cè)配置，但支承加勁肋、重級任務制吊車梁的加勁肋不應單側(cè)配置。見圖4-69l在腹板兩側(cè)成對配置的鋼板橫向加勁肋，其截面尺寸應符合式4-161、162l在腹板一側(cè)配置的鋼板橫向加勁肋，其外伸寬度應大于按公式(4-161)算得的1.2倍，厚度不應小于其外伸寬度的115。l在同時用橫向加勁肋和縱向加勁肋加強的腹板中，橫向加勁肋的截面尺寸除應符合上述規(guī)定外，其截面慣性矩尚應符合式4-163；縱向加勁肋的截面慣性矩，應符合式4-164、1655.短加勁肋外伸寬度應取橫向加勁肋外伸寬度的0.71.0倍，厚度不應小于短加勁肋外伸寬度的115。6.吊車梁不論其高厚比是多少，只應設(shè)置橫向加勁肋，且雙側(cè)

8、設(shè)置。加勁肋構(gòu)造如圖(4-70c)。本卷須知：(1)用型鋼(H型鋼、工字鋼、槽鋼、肢尖焊于腹板的角鋼)做成的加勁肋，其截面慣性矩不得小于相應鋼板加勁肋的慣性矩。(2)在腹板兩側(cè)成對配置的加勁肋，其截面慣性矩應按梁腹板中心線為軸線進展計算。(3) 在腹板一側(cè)配置的加勁肋，其截面慣性矩應按與加勁肋相連的腹板邊緣為軸線進展計算。支承加勁肋的設(shè)計支承加勁肋的設(shè)計l設(shè)置位置：梁的支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處,宜設(shè)置支承加勁肋.l構(gòu)造要求：腹板兩側(cè)成對布置，也可以用凸緣式加勁肋,其凸緣長度不得大于其厚度的2倍圖4-71b 。l計算：l應按接受梁支座反力或固定集中荷載的軸心受壓構(gòu)件計算其在腹板平面外

9、的穩(wěn)定性。 l支承加勁肋的端部普通刨平頂緊于梁翼緣或支座,應按式4-166計算端面承壓應力。l支承加勁肋端部也可以不用刨平頂緊,而用焊縫銜接傳力,此時那么應計算焊縫強度 。通常采用角焊縫銜接，焊腳尺寸應滿足構(gòu)造要求。 各區(qū)格的穩(wěn)定計算各區(qū)格的穩(wěn)定計算 按構(gòu)造要求在腹板上設(shè)置加勁肋，將腹板分成很多區(qū)格，對每個區(qū)格進展穩(wěn)定驗算。驗算公式4-153160。壓彎構(gòu)件的板件穩(wěn)定壓彎構(gòu)件的板件穩(wěn)定l腹板：壓彎構(gòu)件的腹板處于剪應力和非均勻壓應力結(jié)協(xié)作用下 ，這種不均勻性用應力梯度來表示，此時薄板的穩(wěn)定性應滿足式4-167。l規(guī)范規(guī)定腹板穩(wěn)定的條件：式4-171、172。l翼緣：根據(jù)受壓最大的翼緣和構(gòu)件等穩(wěn)定原那么，可推導出受壓翼緣的寬厚比。l規(guī)范規(guī)定，當構(gòu)件強度和穩(wěn)定計算中取 時，翼緣外伸寬厚比的允許值的限值l其他情況滿足：0 . 1xyftb235151yftb235131板件屈曲后強度的利用板件屈曲后強度的利用l四邊有支承的薄板發(fā)生屈曲時，其強度并不降低，仍能繼續(xù)承載，也就是說具有屈曲后強度。l屈曲后強度的利用，主要用于冷彎薄壁型鋼截面和大跨度的薄腹梁。采用截面有效寬度的方法進展計算。l有效寬度：計算時并不將強度提高而是將截面面積減小，將毛截面用有效截面替代，從而使截面強