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受弯构件整体稳定计算方法详解

2023-08-28 理论教育版权反馈

【摘要】：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。

1.受弯构件不需要计算整体稳定的条件

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连接、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3.2-2中所规定的数值时。

受压翼缘的自由长度l₁按下列原则确定：

1）对跨中无侧向支承点的梁，l₁为其跨度；

2）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，因此按规范要求，在梁的支座处应采取构造措施，防止梁端截面出现扭转。

对于箱形截面梁（图3.2-1）：

1）符合上述（1）时，可不计算整体稳定。

图3.2-1 箱形截面

2）不符合上述（1）时，如果其截面尺寸满足h/b₀≤6，l₁/b₀≤95（235/f_y）时，可不计算整体稳定。

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。

受弯构件在最大刚度主平面内受弯时，其整体稳定应按下式计算：

H型钢截面或工字形截面受弯构件，在两个主平面受弯时，其整体稳定计算式为

式中 M_x、M_y——绕x轴（强轴）和y轴（弱轴）作用的最大弯矩；

W_x、W_y——按受压纤维确定的对x轴和y轴的毛截面抵抗矩；

φ_b——绕强轴弯曲所确定的梁的整体稳定系数；

γ_y——截面塑性发展系数。

3.受弯构件的整体稳定系数计算

受弯构件应根据截面形式、支承情况及作用的荷载类型等按下列要求计算整体稳定系数φb。

（1）等截面焊接工字形和轧制H型钢简支梁

1）整体稳定系数φ_b计算。等截面焊接工字形和轧制H型钢简支梁的整体稳定系数φ_b应按下式计算：

式中 β_b——梁整体稳定的等效临界弯矩系数，按表3.2-3采用；

λ_y——梁在侧向支承点间对截面弱轴y-y的长细比，λ_y=l₁/i_y；

i_y——梁毛截面对y轴的截面回转半径；

l₁——梁受压翼缘侧向支承点间的距离；

A——梁的毛截面面积；

h——梁截面全高；

t₁——受压翼缘厚度；

η_b——截面不对称影响系数。

对双轴对称工字形截面：η_b=0；

对单轴对称工字形截面：

加强受压翼缘（图3.2-2b）：η_b=0.8（2α_b-1）

加强受拉翼缘（图3.2-2c）：η_b=2α_b-1

I₁——受压翼缘对y轴的惯性矩；

I₂——受拉翼缘对y轴的惯性矩。

2）φ_b大于0.6时的修正。当按式（3.2-8）计算出的φ_b值大于0.6时，应用下式计算的φ′_b代替φ_b值：

（2）轧制普通工字钢简支梁轧制普通工字钢简支梁的整体稳定系数φ_b应根据侧向支承、荷载形式及作用位置、工字钢号、侧向自由长度等按表3.2-4采用，当所得的φ_b大于0.6时，应按式（3.2-9）算得的φ′_b代替φ_b值。

（3）轧制槽钢简支梁轧制槽钢简支梁的整体稳定系数，不论荷载的形式和荷载作用点在截面高度上的位置，均按下式计算。当算得的φ_b大于0.6时，应按式（3.2-9）算得的相应的φ′_b代替φ_b值。

式中 h、b、t——槽钢截面的高度、翼缘宽度和平均厚度。

（4）双轴对称工字形等截面（含H型钢）悬臂梁双轴对称工字形等截面（含H型钢）悬臂梁的整体稳定系数，可按式（3.2-8）计算，但式中系数β_b应从表3.2-5查得，λ_y=l₁/i_y中的l₁为悬臂梁的悬臂长度。当求得的φ_b大于0.6时，应按式（3.2-9）算得相应的φ′_b代替φ_b值。

4.均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数近似计算均匀弯曲的受弯构件，当时，可按下列公式近似计算整体稳定系数φ_b。当算得的φ_b大于0.6时，不需按式（3.2-9）换算成φ′_b。对于工字形截面（含H型钢）按下列公式算得的φ_b值大于1.0时，取φ_b等于1.0。

（1）工字形截面（含H型钢）

双轴对称时

单轴对称时

（2）T形截面（弯矩作用在对称轴平面，绕x轴）

1）弯矩使翼缘受压时

双角钢T形截面：

剖分T型钢和两板组合T形截面：

2）弯矩使翼缘受拉且腹板宽厚比不大于时