3.3.4轴心受压构件局部稳定分析

2023-08-28 理论教育版权反馈

【摘要】：图3.3-3 轴压构件腹板不满足高厚比限值时的处理设置纵向加劲肋用纵向加劲肋加强后的腹板仍采用式、式验算腹板的局部稳定，计算时腹板高度h0应取翼缘与纵向加劲肋之间的距离。

在轴心受压构件设计中，除验算构件的整体稳定外，还需验算板件的局部稳定，属于承载能力极限状态的一部分。

1.工字形截面

（1）翼缘（图3.3-2a）工字形截面翼缘的自由外伸宽度与其厚度的比值应满足下式要求：

式中 b₁——翼缘自由外伸宽度（图3.3-2a）；

t——翼缘厚度；

f_y——钢材的屈服强度；

λ——构件两个方向长细比的较大值，当λ＜30时，取λ=30；当λ＞100时，取λ=100。

（2）腹板

工字形截面腹板的高度与其厚度的比值应满足下式要求：

式中 h₀——腹板高度；

t_w——腹板厚度；

λ——构件两个方向长细比的较大值，当λ＜30时，取λ=30；当λ＞100时，取λ=100。

2.T形截面

（1）翼缘 T形截面轴压构件翼缘宽厚比应满足式（3.3-14）的要求。对于热轧部分T形截面翼缘的自由外伸宽度b₁应从翼缘与腹板连接处内弧起点算起（图3.3-2c）。

（2）腹板热轧部分T形截面和焊接T形截面腹板高厚比分别按下式计算：

热轧部分T形钢（图3.3-2c）：

焊接T形钢（图3.3-2b）：

式中 h₀——腹板高度；

t_w——腹板厚度；

λ——定义及取值范围与工字形截面翼缘宽厚比计算中的相同。

3.箱形截面

箱形截面（图3.3-2d）轴压构件除验算翼缘自由外伸宽度与其厚度之比和腹板的高厚比外，还需要验算翼缘在两腹板中间部分的宽厚比。具体验算公式如下：

（1）翼缘外伸部分

（2）翼缘在两腹板中间部分

（3）腹板

式中 b₀——翼缘在两腹板中间部分宽度。

4.圆管截面

圆管截面（图3.3-2e）外径与壁厚之比应满足下式要求：

D/t≤100（235/f_y）（3.3-21）

式中 D——圆管外径；

t——圆管壁厚。

图3.3-2 轴心受压构件的截面

5.受压构件的腹板不满足高厚比限值时的处理

为了节约钢材，当腹板高厚比不满足规范要求时可以采用两种处理方法：在腹板中央设置纵向加劲肋（图3.3-3a）或仅考虑腹板部分截面有效（图3.3-3b、c）。

图3.3-3 轴压构件腹板不满足高厚比限值时的处理

（1）设置纵向加劲肋用纵向加劲肋加强后的腹板仍采用式（3.3-15）、式（3.3-20）验算腹板的局部稳定，计算时腹板高度h₀应取翼缘与纵向加劲肋之间的距离。

纵向加劲肋应在腹板两侧成对配置，其一侧外伸宽度不应小于10t_w，厚度不应小于0.75t_w，其中t_w为腹板厚度。

（2）仅考虑腹板部分截面有效当腹板高厚比不满规范要求时，可假定腹板中间部分屈曲而退出工作，只考虑与翼缘连接部分（高度为的腹板截面和翼缘作为有效截面承受荷载。

考虑腹板部分截面有效后，构件的强度计算和整体稳定计算采用有效截面，而计算构件的稳定系数时，仍用全部截面。