结构构件强度计算方法

2023-08-28 理论教育版权反馈

【摘要】：我国《钢木规范》第1.2.3条～1.2.14条规定：结构构件的内力按弹性受力阶段确定。变形按构件的毛截面计算，不考虑钉（栓）孔削弱的影响。表7.3-3 轴心受压构件的纵向弯曲系数此外，压杆尚应满足板件的宽厚比要求，以保证它的局部稳定性和整体刚度的要求。偏心受压杆的稳定验算，考虑到轴力N和弯矩M的交互作用，《钢木规范》中采用了交叉影响公式此外，我国《钢木规范》第1.2.15条规定结构构件的强度应按表7.3-4的公式计算。

我国《钢木规范》第1.2.3条～1.2.14条规定：结构构件的内力按弹性受力阶段确定。变形按构件的毛截面计算，不考虑钉（栓）孔削弱的影响。为简化计算，可将桥跨结构划分为若干个平面系统分别计算，但应考虑各个平面系统的共同作用和相互影响。

（1）轴心受拉杆轴心受拉杆件中，由于钢材的塑性，孔洞边的应力集中现象会趋于均匀，凡带孔受拉杆的强度计算中只核算扣孔净截面上的计算平均应力，限值为材料的基本容许应力[σ]。但其疲劳容许应力，则要考虑应力集中的不利而采用B类（高强螺栓连接）或C类（铆钉连接）的限值规定，详见《钢木规范》表1.2.17。

在承受动荷载的轴心受拉杆件中，疲劳计算肯定是起控制作用的。

（2）轴心受压杆《钢木规范》中所计算的钢压杆的最大承载力，乃取有初偏心、初弯矩、焊接残余应力和其他初始缺陷的钢压杆的压溃荷载，故又称稳定的极限承载力计算。该荷载是第Ⅱ类稳定问题的临界值。为计算方便，《钢木规范》仍沿袭φ₁系数法，纵向弯曲系数φ₁根据杆件的长细比λ=l₀/r从表7.3-3中查用。使用时应区分构件形式、验算平面和材料的不同。

表7.3-3 轴心受压构件的纵向弯曲系数

此外，压杆尚应满足板件的宽厚比要求，以保证它的局部稳定性和整体刚度（λ≤[λ]）的要求。

（3）受弯构件钢桥中的受弯构件，主要是受弯实腹钢梁（单向受弯）用于梁式桥或行车道梁。《钢木规范》中仅针对组合式板梁，由于是弹性阶段，故计算并无特色，只是有关的构造，诸如板梁翼缘、腹板、加劲肋、支座等需要加以注意。

至于单梁的整体稳定，由于桥梁结构中以单梁出现承载的情况并不存在，仅在个别架设状态下尚有可能。因此，复习时应当理解梁的丧失整体稳定实际上是由纯弯曲受力突变为侧向弯曲和扭转的耦合受力，这种平衡的失稳仍属第一类稳定，它的临界弯矩M_cr也可用弹性理论求得。现行《钢木规范》是以纯弯梁出现弯曲和扭转屈曲时的弯矩为临界弯矩M_cr，并以相应的跨中截面受压翼缘的最大压应力为临界压应力σ_cr，而且认定各种钢梁只要受压翼缘的正应力σ≤σ_cr，梁就不会整体失稳。显然这里并没有考虑梁的诸多缺陷，所以是一种近似算法。为了和压杆的计算取得统一，计算时又引入了梁的纵向弯曲系数φ₂，又一次进行了近似处理。φ₂为构件只在一个主平面受弯时的纵向弯曲系数（若是压弯杆，可按N=0的情况来确定），再进一步分析时可按计算长细比λ_e，并按λ_e由表7.3-3查得相应的φ₁以替代φ₂。