基于非理想板件的焊接工字梁腹板局部稳定的计算

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腹板局部稳定性计算

腹板局部稳定性计算
佚名
【期刊名称】《起重运输机械》
【年(卷),期】1977(000)004
【摘要】起重机桥架主梁的计算中,腹板局部稳定性计算工作量比较大。

我国75年颁布的《钢结构设计规范》(试行)对此作了简化的处理。

在我们编写《起重机设计手册》时,又根据起重机的特点在规范的基础上作了一些变动和补充。

为了广泛征求意见,想在《起重机设计手册》正式刊行以前先将这部分的初稿公诸于
【总页数】8页(P24-31)
【正文语种】中文
【中图分类】U4
【相关文献】
1.钢梁腹板稳定性计算的实用方法研究 [J], 王欣宇;王倩字
2.腹板稳定性计算中临界应力的确定及稳定性验算 [J], 侯屹;解劲东
3.大跨径波形钢腹板箱形桥梁的腹板稳定性计算 [J], 朱珊莹;唐朋胜;舒志云
4.受弯钢构件腹板的局部稳定性计算 [J], 刘锡良
5.T形截面轴压杆腹板的局部稳定性计算 [J], 饶芝英;童根树
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腹板屈曲后强度计算

腹板屈曲后强度计算作者：屈明来源：《科技创新导报》2011年第21期摘要:《钢结构设计规范》(GB50017-2002)4.3.1条,不考虑腹板屈曲后强度的焊接工字钢梁的腹板局部稳定计算与考虑腹板屈曲后强度的焊接工字钢梁抗剪、抗弯承载力计算。

引用了具体实例说明腹板屈曲后强度的应用。

从受压翼缘压入腹板来分析腹板高厚比的最大限值,其次分别论述腹板受弯或压弯屈曲后有效宽度的确定、受剪屈曲后的极限剪力计算、以及正应力和剪应力联合作用下屈曲后相关关系的计算。

关键词:腹板宽厚比屈曲后强度有效宽度拉力场中图分类号:TU391 文献标识码:A 文章编号:1674-098x(2011)07(c)-0048-02在钢结构设计中,对工字型截面受弯构件而言,由荷载产生的弯矩主要由翼缘承担,腹板主要承担剪力,腹板的抗弯作用远不如翼缘有效,增大腹板的高度可显著增加翼缘的抗弯能力。

因而,先进的设计方法是采用高(宽)厚比较大的腹板,从而获得最佳的经济效益。

此做法虽然会出现腹板的高(宽)厚比超过按小挠度理论确定的局部稳定所要求的限度,引发腹板的局部屈曲,但并不表明构件丧失了承载能力,而是有相当可观的屈曲后强度可以利用。

规范对于承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁宜考虑腹板屈曲后强度,按考虑腹板屈曲后强度来计算梁的抗剪和抗弯承载力,而不再验算腹板的局部稳定。

对于直接承受动力荷载的吊车梁及类似构件或不考虑腹板屈曲后强度的焊接工字梁,要求按规定配置加劲肋,并验算腹板的局部稳定性。

规范采用有效截面法考虑腹板屈曲后强度,同时也是符合钢结构设计规范4.3.1条。

天津西站无站台柱雨棚工程主体结构大部分构件(拱形钢梁)均采用了腹板高而薄的焊接H 型工字钢梁和焊接箱型钢梁。

充分利用了腹板屈曲后强度、有效截面的概念,既得到了很大的经济效益,又达到了建筑美观的要求。

西站雨棚整个结构体系为纵向(顺股道向)刚架,横向(垂直股道向)为多跨拱形钢梁,基本柱网为30mx21.5m。

工字梁腹板在局部压力作用下的极限承载力分析

第３４卷第６期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀哈㊀尔㊀滨㊀工㊀程㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ．３４ɴ．６２０１３年６月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｊｕｎ．２０１３工字梁腹板在局部压力作用下的极限承载力分析曾庆敦，甄圣威（华南理工大学土木与交通学院，广东广州５１０６４０）摘㊀要：针对翼缘结构较复杂的工字梁计算局部压力作用下极限承载力的问题，在有限元计算可行性分析的基础上，使用ＡＢＡＱＵＳ软件对共计２２４个模型进行了非线性分析，得到逼近实验结果的承载力数据．分析得到了极限承载力与腹板屈服强度㊁翼缘屈服强度的关系及上㊁下翼缘分别对极限承载力的贡献．通过对模拟数据的拟合，提出了新的计算极限承载力的方法，指出计算极限承载力的参数应取翼缘的惯性矩和极惯性矩，这样可以避免以几何尺寸作为参数带来的局限性．与实验对比的结果表明，该方法更加合理可行，且当翼缘结构形式较复杂时也能计算．关键词：工字梁腹板；局部压力；极限承载力；复杂翼缘结构；有限元分析ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃７０４３．２０１２０９０３５网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／２３．１３９０．Ｕ．２０１３０５３０．０９２５．００５．ｈｔｍｌ中图分类号：ＴＵ３９３．３㊀文献标志码：Ａ㊀文章编号：１００６⁃７０４３（２０１３）０６⁃０６８５⁃０６ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｕｌｔｉｍａｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｆｏｒＩｂｅａｍｗｅｂｕｎｄｅｒｌｏｃａｌｐｒｅｓｓｕｒｅＺＥＮＧＱｉｎｇｄｕｎ，ＺＨＥＮＳｈｅｎｇｗｅｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎａｌｌｕｓｉｏｎｔｏｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｕｌｔｉｍａｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｆｏｒＩｂｅａｍｓｗｉｔｈｔｈｅｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｆｌａｎｇｅｓｔｒｕｃ⁃ｔｕｒｅ，ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ａｎｏｎｌｉｎｅａｒａｎａｌｙｓｉｓｏｎａｔｏｔａｌｏｆ２２４ｍｏｄ⁃ｅｌｓｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄｂｙｕｔｉｌｉｚｉｎｇｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅＡＢＡＱＵＳ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｄａｔａｗｅｒｅｗｅｌｌｃｏｎ⁃ｆｏｒｍｅｄｔｏｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｐｒｉｏｒｓｔｕｄｉｅｓ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｓｏｆｗｅｂａｎｄｆｌａｎｇｅａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｅｉｔｈｅｒｔｏｐｆｌａｎｇｅｏｒｂｏｔｔｏｍｆｌａｎｇｅｔｏｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｗｅｒｅａｌｓｏｇａｉｎｅｄｂｙａｎａｌｙｓｉｓ．Ｂｙｕｔｉｌｉｚｉｎｇｔｈｅｆｉｔｔｉｎｇｏｆｓｉｍｕｌａｔｅｄｄａｔａ，ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｏｆｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｕｌｔｉｍａｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔａｋｉｎｇｔｈｅｆｌａｎｇｅ＇ｓｍｏｍｅｎｔｏｆｉｎｅｒｔｉａａｎｄｐｏｌａｒｍｏｍｅｎｔｏｆｉｎｅｒｔｉａａｓｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗａｓｓｔａｔｅｄｂｒｉｅｆｌｙ，ｔｈｕｓａｖｏｉｄｉｎｇｔｈｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｕｓｉｎｇｇｅｏｍｅｔｒｉｃｓｉ⁃ｚｅｓａｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｍｅｔｈｏｄｗａｓｍｏｒｅｒｅａ⁃ｓｏｎａｂｌｅａｎｄｆｅａｓｉｂｌｅ．Ａｌｓｏ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｉｔｈｍｏｒｅｃｏｍｐｌｅｘｆｌａｎｇｅｃａｎａｌｓｏｂｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｐｒｏｃｅｄｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｉｂｅａｍｗｅｂ；ｌｏｃａｌｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｕｌｔｉｍａｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ；ｃｏｍｐｌｅｘｆｌａｎｇｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ收稿日期：２０１２⁃０９⁃１２．网络出版时间：２０１３⁃５⁃３０９：２５．基金项目：国家自然科学基金资助项目（１１０７２０７９）．作者简介：曾庆敦（１９５６⁃），男，教授．通信作者：曾庆敦，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｅｍｑｄｚｅｎｇ＠ｓｃｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ．㊀㊀板梁是指由钢板组合而成的梁型结构构件，其基本截面形状为工字形，上下横板称为翼缘（或翼板），中间立板称为腹板．由于板梁具有许多优异特性，故已被广泛运用于钢结构构件中．板梁可分为薄腹板梁和厚腹板梁，其间没有非常明确的界定方法，通常认为薄腹板梁的破坏形式为前㊁后屈曲破坏，而厚腹板梁的破坏形式则为腹板屈服破坏［１］．对薄腹板梁的局部承压而言，只考虑特征屈曲的临界荷载得到的结果是保守的，多国规范都已经考虑了屈曲后强度作为极限承载力．考虑翼缘约束作用的腹板局部稳定一直是稳定性问题中的重要课题，过去几十年里已有不少学者研究了工字梁腹板在局部压力作用下的极限承载力问题，取得了不少的研究成果［２－１０］．研究工字梁腹板在局部压力作用下的极限承载力的方法有很多，有建立在实验基础上的拟合，建立在破坏形式假定基础上的机构法分析，也有使用临界荷载来预测极限承载力的．但以往的研究多针对翼板为单块矩形板的情况，以长㊁宽作为计算极限承载力的参数，并且限于双轴对称形式．这类方法在计算单轴对称或者翼缘结构复杂的工字梁时具有局限性，因此需要研究出适用范围更广的计算方法．由于边界条件以及本身结构形式的复杂性，理论推导很难实现．本文拟通过有限元软件ＡＢＡＱＵＳ，对数百个模型进行极限承载力的非线性分析，并分析软件计算的可行性．通过对计算得到数据的分析㊁拟合，总结出屈服强度㊁上下翼缘结构等对极限承载力的影响，最终将得到更加合理㊁使用范围更广的计算极限承载力方法．１㊀有限元模型的建立对薄腹工字梁腹板在局部压力作用下的承载力问题，仅仅考虑特征屈曲的临界荷载得到的结果是非常保守的．腹板在发生面外失稳时由于翼缘的约束作用使得结构并不会立即破坏，承载力仍能进一步提高，也就是说具有一定的屈曲后强度．对屈曲后强度的研究往往涉及材料非线性㊁几何非线性等诸多问题，且位移和荷载边界条件都较复杂，理论分析十分困难，现有的结论多为建立在实验基础上的经验或半经验公式．近年来随着计算机硬件的发展及软件技术的日益成熟，有限元作为一种非常方便实用的工具在越来越多的领域中可以作为实验的替代品．虽然如此，但必须进行可行性分析，验证数值模拟的结果是否能够很好地逼近已有的实验数据．在薄腹板梁的局部承压实验［３］中，其下翼缘两端简支，荷载通过刚性块作用于上翼缘上，两侧则是强化的加劲肋，与腹板刚度相比可近似认为加劲肋是刚性的．本文以文献［３］的实验装置为依据，使用通用有限元ＡＢＡＱＵＳ软件建立计算模型，并施加类似实验情况［３］下的边界条件，如图１所示．图１㊀薄腹板梁的有限元模型Ｆｉｇ．１㊀Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｔｈｉｎｎｅｄ⁃ｗｅｂ为了模拟实验时的边界条件，在下翼缘左端施加Ｘ㊁Ｙ㊁Ｚ（平动自由度）㊁ＲＹ㊁ＲＺ（转动自由度）约束；右端施加Ｘ㊁Ｙ㊁ＲＹ㊁ＲＺ约束；腹板及上翼缘左右两端施加Ｘ㊁Ｙ㊁ＲＹ㊁ＲＺ约束．荷载则用具有一定宽度的荷载代替刚性块的作用．此外，初始缺陷的设置在建模时是必要的．在达到临界荷载失稳时，结构会突然偏离原来的平衡位置，此时结构的响应是不连续的，对不连续的响应本文采用的程序分析步无法计算，而初始缺陷的设置则可使得结构的响应变得连续．本文通过计算㊁分析和比较发现，当初始缺陷取０．１％腹板厚度时太小，导致计算无法进行；取１０％腹板厚度时太大，得到的弹性阶段不明显，导致分析结果失真；而取１％腹板厚度时得到的结果最为理想．初始缺陷施加方法有很多，本文采用在建模时直接设置类似一阶屈曲模态的几何初始缺陷，如图２所示．图２㊀几何初始缺陷Ｆｉｇ．２㊀Ｉｎｉｔｉａｌｄｅｆｅｃｔｏｆｇｅｏｍｅｔｒｙ２㊀数值模拟可行性分析为了说明有限元ＡＢＡＱＵＳ软件在计算极限承载力时的可行性，本为对文献［７］的一组实验进行了数值模拟，得到了实验值与数值解的比值如表１所示．表１㊀数值模拟可行性比较Ｔａｂｌｅ１㊀Ｆｅａｓｉｂｌｅｃｏｍｐａｒｓｉｏｎｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ模型编号Ｐｅｘ／ｋＮＰＡＢＡＱＵＳ／ｋＮＰｅｘ／ＰＡＢＡＱＵＳ１２３４５６７８９１０５１．５０６３．７６８８．２９８１．９０９８．１０１１７．７２１２５．５７９３．１９１１７．７２１５２．０５４９．４５６１．４９９０．６０８８．１９９６．２２１１０．４８１１９．２９１０１．４０１１７．５６１５２．４１１．０４１．０４０．９７０．９３１．０２１．０７１．０５０．９２１．００１．００㊃６８６㊃哈㊀尔㊀滨㊀工㊀程㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３４卷表１中，Ｐｅｘ／ＰＡＢＡＱＵＳ为极限承载力实验值与数值解的比值．从表１中可见，Ｐｅｘ／ＰＡＢＡＱＵＳ的比值在０．９２１．０７，均值为１．００４，非常接近于１，表明数值模拟得到的结果能够很好的逼近实验值，可以作为实验的替代品来研究局部压力作用下工字梁腹板的极限承载力问题．３㊀极限承载力的影响因素工字形截面梁在局部荷载作用下，腹板的部分板面会偏离原来的位置而发生波形凸曲［１］．影响工字梁极限承载力的主要因素为腹板的厚度㊁翼缘的几何尺寸㊁腹板材料的屈服强度等，而腹板的高㊁宽等都对其影响很小．Ｒｏｂｅｒｔｓ等［６］曾经指出，相对于腹板厚度㊁翼缘几何尺寸而言，腹板的高度对极限承载力的影响很小．也有学者认为工字梁的极限承载力与腹板的高度无关．究其原因主要是由其破坏的形态决定的，无论腹板是高是低，其最终的破坏总是集中在荷载作用位置下方的一小块腹板区域上，这一点与压杆失稳破坏的形式是不同的．因此本文引用前人的研究成果，认为腹板高度的影响可以忽略不计，只在误差分析时验证不考虑腹板高度的合理性．本节使用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ，拟计算大量的模型，通过对结果的分析来统计各种因素对极限承载力Ｐｕ的影响．考虑到在计算中需要大量的有限元数据，为了减少时间开销和节省计算机系统容量，故可参照图１所示的模型，取试样的一半建立对称模型，并施加对称边界条件的约束．３．１㊀屈服强度的影响由于在后屈曲过程中，腹板的变形较大，荷载作用位置下方的小块区域内的腹板面外凸曲已达到与板厚同一量级，通常会伴随有较大的塑性变形［３］．因此，腹板材料的屈服强度对极限承载力有较大影响．选取翼缘宽为２５０ｍｍ㊁厚为５２０ｍｍ，腹板高为８００ｍｍ㊁宽为８００ｍｍ㊁厚分别为２㊁２．５㊁３ｍｍ，钢材型号分别为Ｑ２３５Ｑ４６０的１４４个试样．采用理想的弹塑性本构模型，由有限元分析求得了相应的极限承载力，部分结果列于表２．表２㊀不同屈服强度下工字梁的极限承载力Ｔａｂｌｅ２㊀ＵｌｔｉｍａｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｉｅｓｏｆＩｂｅａｍｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｙｉｅｌｄｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈｓ钢材型号２５６７８１０１２１５２０２．５５６７８１０１２１５２０Ｑ２３５３８．４４０．８４３．５４６．５４９．５５３．４５８．８６４．５５５．５５７．０６０．０６２．４６９．０７４．１８４．０９３．０Ｑ２９５４５．３４７．７５１．３５３．７５８．２６３．０７１．７７８．０６３．０６５．７６９．９７４．４８０．１８６．７９８．１１０７．７Ｑ３４５５０．１５３．７５７．６６０．６６４．８６９．６７６．５８５．８６９．６７３．８７８．０８３．１８９．７９６．９１０９．２１１８．８Ｑ３９０５５．２５８．５６２．７６５．４７０．５７６．２８３．４９３．０７６．８８０．４８４．６９０．３９７．２１０５．６１１８．８１３０．５㊀㊀由表２可见，在各种参数均相同的情形下，Ｐｕ与腹板屈服强度的０．７次方成正比，即Ｐｕ１／Ｐｕ２＝（σ１／σ２）０．７．（１）式中：Ｐｕ１㊁Ｐｕ２及σ１㊁σ２分别为１㊁２模型的极限承载力和腹板屈服强度．对表２中的数据进行误差分析，式（１）产生的误差最大不超过１．７７％．前人的研究有不少将腹板与翼缘的屈服强度分别考虑，认为２种屈服强度对极限承载力的影响不同．如采用机构研究的学者认为翼缘上产生了塑性铰，实验研究的学者也设计了翼缘与腹板屈服强度不同的实验来考察翼缘屈服强度的影响．本文通过翼缘变形量及翼缘中塑性应变能大小２个方面来分析翼缘屈服强度的影响，认为翼缘屈服强度的影响很小，单独考察意义不大．首先，在达到极限承载力时，虽腹板出现了较明显的面外凸曲和塑性变形，但翼缘变形不大．实验［３］和本文的有限元分析都验证了在达到极限承载力时荷载作用位置的竖向位移只有１２ｍｍ，而翼缘长度却都在１ｍ左右，相比之下如此小的位移并不足以导致翼缘进入塑性状态，更加不会出现塑性铰．翼缘塑性铰一般出现在荷载达到极限承载力后的破坏阶段，此时承载力不再增加，而位移增加则不受限制．其次，可以从系统的能量耗散方面来考虑．当达到极限承载力时，翼缘中的塑性应变能仅为系统塑性应变能的１／３００左右，如图３所示，当横坐标达到７６．９时结构达到极限承载力．横坐标为弧长，是软件计算时的一个自变参量．综上所述，在达到极限承载力时，翼缘一般很难进入塑性状态，或只有很小的相对整体而言可以忽略不计的塑性变形，故没有必要单独考虑其屈服强度的影响．㊃７８６㊃第６期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀曾庆敦，等：工字梁腹板在局部压力作用下的极限承载力分析（ａ）翼缘中的塑性应变能（ｂ）总的塑性应变能图３㊀模型中的塑性应变能Ｆｉｇ．３㊀Ｐｌａｓｔｉｃｓｔｒａｉｎｅｎｅｒｇｙｉｎｍｏｄｅｌ３．２㊀上㊁下翼缘对极限承载力的影以往的研究多限于双轴对称工字梁，由于上㊁下翼缘结构尺寸均相同，因此可以统一考虑．但对于单轴对称工字梁就必须分别考虑上㊁下翼缘对极限承载力的贡献．对局部压力作用下单块矩形板的弹性屈曲而言，上边缘边界条件对临界荷载的影响要远远大于下边缘［１］，因此有必要分开考虑．对屈曲后强度同样如此．为了研究在局部荷载作用下翼缘对工字梁腹板极限承载力的贡献，本文以腹板厚度ｔｗ＝２ｍｍ，高㊁宽均为ｈｗ＝ｂｗ＝８００ｍｍ，上㊁下翼缘宽均为ｂｆｔ＝ｂｆｄ＝２５０ｍｍ，厚度４ｍｍɤｔｆɤ１２ｍｍ的试样为例，分别考虑当上㊁下翼缘厚度不同时对极限承载力的影响，得到的极限承载力如表３所示．表３㊀上㊁下翼缘厚度不同时的极限承载力Ｔａｂｌｅ３㊀ＵｌｔｉｍａｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｉｅｓｏｆＩｂｅａｍｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒ⁃ｅｎｔｔｈｉｃｋｎｅｓｓｅｓｏｆｔｏｐａｎｄｂｏｔｔｅｍｆｌａｎｇｅｓ㊀㊀ｋＮ上翼缘厚／ｍｍ下翼缘厚／ｍｍ４５６７８１０１２４１．２２１．２１１．２２１．２２１．２２１．２１１．２２５１．２８１．２８１．２７１．２８１．２８１．２８１．２８６１．３５１．３６１．３５１．３６１．３６１．３５１．３６７１．４４１．４４１．４４１．４５１．４５１．４５１．４５８１．５４１．５４１．５５１．５５１．５４１．５２１．５５１０１．６４１．６４１．６４１．６５１．６４１．６４１．６５１２１．７７１．７７１．７７１．７８１．７９１．７７１．７８㊀㊀由表３可见，随着上翼缘厚度的增加，极限承载力随之增大；而当下翼缘厚度发生变化时，极限承载力却几乎不变．这表明，下翼缘的厚度对腹板的极限承载力几乎无影响．这主要是由于后屈曲破坏的形态所决定的，如图４所示．（ａ）达到临界荷载时的一阶波形（ｂ）达到极限承载力时的波形图４㊀特征屈曲与后屈曲腹板波形的比较Ｆｉｇ．４㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｂｕｃｋｌｉｎｇａｎｄｐｏｓｔ⁃ｂｕｃｋｌｉｎｇｏｆｗｅｂｗａｖｅｆｏｒｍ图４（ａ）为特征屈曲的一阶屈曲模态，表现为腹板的面外凸曲，而翼缘的约束作用可以限制腹板的部分转动，因此对极限承载力产生一定的影响．但由于下翼缘处于受拉面，且离腹板最大位移的位置较远，故其影响远远小于上翼缘．图４（ｂ）为达到极限承载力时的腹板波形，其破坏集中于荷载作用位置下方的那块腹板区域，远离下翼缘，因此下翼缘的影响微乎其微．３．３㊀翼缘影响参数的选择由前述的分析可以得出结论，下翼缘对腹板极限承载力的影响通常可以忽略不计，但上翼缘却起重要作用，因此，本文将重点研究上翼缘对腹板极限承载力的影响．考虑到影响工字梁腹板极限承载力的主要因素为腹板的厚度㊁翼缘的几何尺寸㊁腹板材料的屈服强度等，因此，现有大多数研究翼缘约束作用的相关工作通常取翼缘的宽和厚作为其中２个重要的控制参数．但对于一些复杂翼缘㊁翼缘为多层叠加或者组合槽钢㊁角钢等结构，其翼缘并没有明确的㊃８８６㊃哈㊀尔㊀滨㊀工㊀程㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３４卷厚度和宽度的概念，因此，以往研究成果的运用便具有较大的局限性．为了能得到具有普遍适用性的计算极限承载力的方法，有必要重新定义和选择影响极限承载力的相关参数．现有的研究结果表明，翼缘对腹板的约束作用大致可以分成３个方面：１）翼缘在一定程度上能约束腹板的转动，使腹板的面外凸曲波形发生变化．对薄腹板梁而言，其破坏形式通常为腹板的面外凸曲造成的局部失稳破坏，而翼缘的约束作用能控制腹板上边缘的部分转动，从而限制了腹板的面外凸曲程度，可以提高腹板的极限承载力．２）当荷载作用在翼缘上时，翼缘相当于弹性承载梁，荷载被分配到更宽的区域．３）翼缘本身在受弯时也能承担部分荷载．综合上述３点，本文认为翼缘对腹板的影响参数采用其极惯性矩和惯性矩为宜，因为极惯性矩的量值决定翼缘转动约束的效果，惯性矩则影响腹板上边缘的荷载分布，同时在协同变形时可以分担部分荷载．若采用这２个参量来描述翼缘对腹板的约束作用，则在计算腹板的极限承载力时可以不受翼缘结构形式的限制，运用范围将较以往方法更加广泛．４㊀极限承载力的计算公式４．１㊀极限承载力计算方法的拟合基于数值模拟可行性分析的基础上，本文采用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ，对腹板高ｈｗ＝８００ｍｍ㊁宽ｂｗ＝８００ｍｍ㊁厚２ｍｍɤｔｗɤ４ｍｍ，翼缘宽ｂｆ＝２５０ｍｍ㊁厚５ｍｍɤｔｆɤ２０ｍｍ的８０个试样进行有限元分析，从中得到了接近实验结果的数值模拟数据．使用Ｏｒｉ⁃ｇｉｎ软件进行自定义函数的数值拟合，得出用翼缘惯性矩㊁极惯性矩等来表征极限承载力的计算方法：Ｐｕ＝σ０．７９３ˑｔ２ｗ１＋η()＋１８．５ˑＩ０．２５ｚｔｗ[]．（２）式中：Ｐｕ为极限承载力，σ为腹板的屈服强度，Ｉｚ为上翼缘的惯性矩，ｔｗ为腹板厚度，η为抗扭刚度对极限承载力的贡献系数，由下式求出：η＝２．３６ˑａｒｃｔａｎＩ０．１２５ρπˑｔｗ０．６５．（３）式中：Ｉρ为上翼缘的极惯性矩．式（２）是考虑集中荷载模拟出来的，未计及荷载作用宽度的影响．根据现有的实验结果［７］并考虑荷载作用宽度对极限承载力的贡献，得到修正的极限承载力计算公式为Ｐｕ＝１γˑ１＋５ｓ２ｃ()σ０．７㊃９３ˑｔ２ｗ１＋η()＋１８．５ˑＩ０．２５ｚｔｗ[]（４）式中：γ为安全系数，本文取１．２５；ｓｃ为荷载作用宽度ｃ与腹板宽度ｂｗ的比值，ｓｃ＝ｃｂｗɤ２０％．４．２㊀建议公式的可行性分析本文利用Ｒｏｂｅｒｔｓ等［７］整理的部分工字梁在局部荷载作用下的１４２个实验数据，验证式（４）计算极限承载力的可行性．极限承载力实验值与本文建议公式计算值的比值Ｐｅｘ／Ｐｕ是一个重要的概念．首先，它应该大于１，表明本文建议公式计算值小于实验值，故是安全的；其次，这个比值越接近１，表明该公式的计算值与实验值越接近，也就越合理．表４列出了现有的几种计算极限承载力的方法和本文方法求得的Ｐｅｘ／Ｐｕ的均值和标准差．表４㊀本文建议方法与现有方法的统计规律对比Ｔａｂｌｅ４㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｓｔａｔｉｓｔｉｃｌａｗｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔａｎｄｅｘｉｓｔｉｎｇｏｔｈｅｒｍｅｔｈｏｄｓ方法Ｐｅｘ／Ｐｕ平均值标准差Ｒｏｂｅｒｔｓ［７］方法１．４５０．３４Ｌａｇｅｒｑｖｉｓｔ［８］方法１．３００．１９欧洲规范ＥＣ３（１９９２）１．６７０．３６我国ＣＥＣＳ１０２⁃２００２１．６４０．３１任涛［１］方法１．３８０．２４本文建议方法１．２９０．１９㊀㊀由表４可见，本文建议方法的统计数据要优于其他方法，这表明，使用本文建议方法来计算极限承载力是可行的．４．３㊀复杂翼缘工字梁的算例分析本文定义和选择翼缘的极惯性矩㊁惯性矩作为计算参量的主要目的并非是得到比以往更加接近实验值的计算方法，而是要将计算方法进一步推广到难于用截面几何尺寸作为参量的复杂翼缘工字梁，希望它能简便㊁准确地计算复杂翼缘工字梁的极限承载力．考虑如图５所示截面的一复杂翼缘工字梁作为算例，其腹板宽为１０００ｍｍ，屈服强度为２３５ＭＰａ，荷载作用宽度为５０ｍｍ．所建立的ＡＢＡＱＵＳ有限元模型如图６所示．图５㊀复杂翼缘工字梁的截面示意Ｆｉｇ．５㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｃｒｏｓｓ⁃ｓｅｃｔｉｏｎｏｆＩｂｅａｍｗｉｔｈａｃｏｍｐｌｅｘｆｌａｎｇｅ㊃９８６㊃第６期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀曾庆敦，等：工字梁腹板在局部压力作用下的极限承载力分析图６㊀复杂翼缘工字梁的有限元模型Ｆｉｇ．６㊀ＦｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆＩｂｅａｍｗｉｔｈｃｏｍ⁃ｐｌｅｘｆｌａｎｇｅｓ采用理想的弹塑性本构模型，由图６求得在局部压力作用下的极限承载力为１３１．４ｋＮ；而使用式（４）计算出的极限承载力为１０８．６ｋＮ．两者比值为１．２１，与１．２５的安全系数较接近．通过本算例可见，在计算局部压力作用下复杂翼缘工字梁的极限承载力时，采用式（４）就可以获得准确㊁合理的结果，因此本方法具有推广价值．５㊀结束语采用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ，研究了局部压力作用下考虑翼缘约束作用的工字梁腹板的破坏机理及极限承载力，讨论了腹板几何参数㊁翼缘约束作用㊁材料参数等的影响．结果表明，薄腹板梁的腹板高度的影响可以忽略不计；下翼缘对极限承载力几乎没有影响；极限承载力与腹板屈服强度的０．７次方成正比；翼缘对腹板的影响参数采用其极惯性矩和惯性矩为宜．在此基础上，拟合得出用翼缘惯性矩㊁极惯性矩等参数来表征极限承载力的计算方法．采用该方法对复杂翼缘工字梁的计算结果及与现有方法的统计规律对比结果表明，本文提出的计算方法更加合理㊁计算更加准确㊁适用范围更广，具有良好的应用和推广价值．㊀㊀考虑翼缘约束作用的工字梁腹板局部稳定性问题是一个涉及许多影响因素的课题，尚有许多问题需要进行深入的研究：如荷载作用宽度的影响㊁荷载形式及荷载组合形式等的影响．参考文献：［１］任涛．工字梁腹板在局部承压和剪力作用下的弹性屈曲及极限承载力［Ｄ］．杭州：浙江大学，２００５：８１⁃１０７．ＲＥＮＴａｏ．ＥｌａｓｔｉｃｂｕｃｋｌｉｎｇａｎｄｕｌｔｉｍａｔｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｗｅｂｐｌａｔｅｓｉｎＩ⁃ｇｉｒｄｅｒｓｕｎｄｅｒｐａｔｃｈｌｏａｄｉｎｇａｎｄｓｈｅａｒ［Ｄ］．Ｈａｎ⁃ｇｚｈｏｕ：ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００５：８１⁃１０７．［２］ＳＨＡＨＡＢＩＡＮＦ，ＲＯＢＥＲＴＳＴＭ．Ｂｕｃｋｌｉｎｇｏｆｓｌｅｎｄｅｒｗｅｂｐｌａｔｅｓｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓｏｆｉｎ⁃ｐｌａｎｅｌｏａｄｉｎｇ［Ｊ］．ＪＣｏｎｓｔｒＳｔｅｅｌＲｅｓ，１９９９，５１：９９⁃１２１．［３］ＳＨＡＨＡＢＩＡＮＦ，ＲＯＢＥＲＴＳＴＭ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｓｈｅａｒ⁃ａｎｄ⁃ｐａｔｃｈｌｏａｄｉｎｇｏｆｐｌａｔｅｇｉｒｄｅｒｓ［Ｊ］．ＪＣｏｎｓｔｒＳｔｅｅｌＲｅｓ，２０００，１２６（３）：３１６⁃３２１．［４］ＰＥＤＲＯＮ，ＮＵＮＯＳ，ＤＩＮＡＲＣ．Ｌｏｃａｌｉｚｅｄｗｅｂｂｕｃｋｌｉｎｇａ⁃ｎａｌｙｓｉｓｏｆｂｅａｍｓｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｌｏａｄｓｕｓｉｎｇＧＢＴ［Ｊ］．Ｔｈｉｎ⁃ＷａｌｌｅｄＳｔｒｕｃｔ，２０１２，６１（ＳＩ）：２７⁃４１．［５］ＭＡＣＤＯＮＡＬＤＭ，ＨＥＩＹＡＮＴＵＤＵＷＡＭＡ，ＫＯＴＥŁＫＯＭ，ｅｔａｌ．Ｗｅｂｃｒｉｐｐｌｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｕｒｏｆｔｈｉｎ⁃ｗａｌｌｅｄｌｉｐｐｅｄｃｈａｎｎｅｌｂｅａｍｓ［Ｊ］．Ｔｈｉｎ⁃ＷａｌｌｅｄＳｔｒｕｃｔ，２０１１，４９（５）：６８２⁃６９０．［６］ＲＯＢＥＲＴＳＴＭ，ＣＨＯＮＧＣＫ．Ｃｏｌｌａｐｓｅｏｆｐｌａｔｅｇｉｒｄｅｒｓｕｎ⁃ｄｅｒｅｄｇｅｌｏａｄｉｎｇ［Ｊ］．ＪＳｔｒｕｃｔＤｉｖｉｓ，ＡＳＣＥ，１９８１，１０７（８）：１５０３⁃１５０９．［７］ＲＯＢＥＲＴＳＴＭ，ＮＥＷＡＲＫＡＣＢ．Ｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｗｅｂｓｓｕｂｊｅｃ⁃ｔｅｄｔｏｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｅｄｇｅｌｏａｄｉｎｇ［Ｊ］．ＪＳｔｒｕｃｔＥｎｇ，１９９７，１２３（２）：１７６⁃１７３．［８］ＧＲＡＮＡＴＨＰ，ＬＡＧＥＲＱＶＩＳＴＯ．Ｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｇｉｒｄｅｒｗｅｂｓｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｐａｔｃｈｌｏａｄｉｎｇ［Ｊ］．ＪＣｏｎｓｔｒＳｔｅｅｌＲｅｓ，１９９７，５０（１）：４９⁃６９．［９］ＣＡＭＯＴＩＭＤ，ＳＩＬＶＥＳＴＲＥＮ，ＢＡＳＡＧＬＩＡＣ，ｅｔａｌ．ＧＢＴ⁃ｂａｓｅｄｂｕｃｋｌｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｉｎ⁃ｗａｌｌｅｄｍｅｍｂｅｒｓｗｉｔｈｎｏｎ⁃ｓｔａｎｄａｒｄｓｕｐｐｏｒｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｔｈｉｎ⁃ＷａｌｌｅｄＳｔｒｕｃｔ，２００８，４６（７／８／９）：８００⁃８１５．［１０］ＳＥＩＦＭ，ＳＣＨＡＦＥＲＢＥＮＪＡＭＩＮＷ．Ｌｏｃａｌｂｕｃｋｌｉｎｇｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｔｅｅｌｓｈａｐｅｓ［Ｊ］．ＪＣｏｎｓｔｒＳｔｅｅｌＲｅｓ，２０１０，６６（１０）：１２３２⁃１２４７．㊃０９６㊃哈㊀尔㊀滨㊀工㊀程㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３４卷。

浅谈受弯钢构件腹板的局部稳定性计算

浅谈受弯钢构件腹板的局部稳定性计算摘要：钢构件是当前工程建设的重要形态，受屈曲应力作用，钢结构腹板的受力状况会发生较大变化，影响腹板整体的稳定性。

本文对受弯钢构件腹板卷边、截面、腹板、翼缘等部位的变化状况进行计算，并就弹性局部屈曲应力计算过程进行检验。

期望有利于腹板局部稳定性的提升，实现钢构件应用质量提升。

关键词：钢构件；受弯屈曲；腹板；稳定性随着建筑工程的不断发展，钢构件在工程建设中的应用愈发普遍，与传统材料相比，钢构件具有较强的刚度和支撑性能。

然在超荷载作用下，钢结构会发生受弯屈曲变形，并影响整体的稳定性。

工程实践中，这一特征在腹板中的表现较为明显，文章就受弯钢构件腹板局部稳定性展开分析。

一、钢结构稳定性概述钢结构具有具有较强的抗压和抗拉性能、稳定性，故而在工程建设中的应用较为普遍。

通常情况下，钢结构的稳定性和其材料规格、厚度、长宽比具有较大影响。

就型钢而言，其翼缘部位容易出现屈曲失稳状况，而普通钢材腹板位置的失稳现象较为严重；这对于建筑工程的稳定性和安全性造成较大影响。

通常情况下，钢构件腹板的稳定性和卷边宽厚比、截面宽高比、腹板高厚比、翼缘宽厚比具有较大关系，在其影响下，构件的局部会发生弹性屈曲应力变形。

因此要确保构件局部变形的规范化，就必须对各种因素的变化情况进行分析。

目前，弹性局部屈曲应力计算是钢构件稳定性衡量的重要方式。

在计算过程中，工程建设人员应根据工程建设情况，进行钢构件的的局部受力模型构建，然后以此为基础，建立弹性局部屈曲引力简化计算式，并实现卷边宽厚比、截面宽高比、腹板高厚比、翼缘宽厚比等要素的计算。

实践中，常用的板式屈曲应力计算式为：式中，b和t分别表示翼缘的宽度和厚度；而E代表了钢材料的弹性模量；另外，v和k分别置材料泊松比和屈曲系数。

二、受弯钢构件腹板的局部稳定性计算分析1、卷边宽厚比卷边宽厚比是影响钢构件腹板局部稳定性的重要因素。

通常情况下，卷边的宽厚比不同，其对于材料局部屈曲系数的影响也就不同。

实腹式工字钢梁腹板焊接变形控制方法

79INSTALLATION2023.6张利杰（浙江省电力建设有限公司浙江宁波 315000）摘要：为控制腹板焊接翘曲变形，本文以600MW锅炉钢结构大板梁制造项目为例，提出实腹式工字钢梁腹板焊接变形控制方法。

根据相关工作的具体需求，使用焊接专用的刚性支撑架，将腹板上容易变形、存在变形的结构进行固定。

明确钢梁腹板的变形控制执行标准，设计拱度、扭度、旁弯度和翼缘倾斜度的变形控制。

实验结果表明：设计的焊接变形控制方法在实际应用中的效果良好，控制后腹板中所有点的翘曲值均满足＜2mm的需求。

关键词：实腹式控制方法变形焊接腹板工字钢梁中图分类号：U445.583 文献标识码：B 文章编号：1002-3607（2023）06-0079-03实腹式工字钢梁腹板焊接变形控制方法随着我国工业制造产业的发展与工业生产技术的持续优化，钢结构凭借其诸多优势，成为了生产制造领域内的研究热点。

工字钢梁作为钢结构体系中的重要组成部分，主要分为组合钢与热轧钢两种类型，热轧钢在生产与制造中受到轧辊的影响，只能生产出具有固定尺寸的构件，因此，在使用时热轧钢一直存在一定的限制。

与热轧钢相比，组合钢主要通过螺栓连接、焊接等工艺手段拼接形成，截面形状与设计尺寸具有较强的灵活性，可以在生产中根据具体需求设计[1]。

随着社会群体对大跨度钢结构需求的增加，多种不同截面尺寸的组合钢开始在市场相关领域内推广使用。

为避免组合工字钢在使用中出现挠度过大的问题，生产单位提出了实腹式工字钢梁。

为发挥此种结构更高的产业经济效益，工程方采用不断提高钢梁腹板高厚比的方式控制其挠度，然而在控制其挠度过程中，却出现了腹板结构局部失稳与变形问题[2]。

在研究中发现，造成腹板变形的原因较多，在焊接工字钢梁过程中，一旦出现腹板局部压力值超出其本体结构的屈服应力值时，此位置便会出现翘曲变形。

翘曲变形不仅会影响工字钢梁的刚度与强度，还会使其后续使用受到一定程度的限制。

2018年中央电大钢结构答案及复习题(全参考) (3)

一、选择题1.关于钢结构及其建筑钢材特点说法错误的一项是（D建筑钢材耐火不耐热）。

2.钢结构具有优越的抗震性能，这是因为建筑钢材具有良好的（B强度）。

3.钢材的抗拉强度能够直接反映（A结构承载能力）。

4.钢材的工艺性能主要包括（A冷加工、热加工、可焊性）。

5.钢材具有两种性质不同的破坏形式分别指（A塑性破坏和脆性破坏）。

6.钢材在低温下，强度（A提高）。

7.钢材在低温下，塑性（B降低）。

8.钢材牌号Q235、Q345、Q390、Q420的命名师根据材料的（A屈服点）。

9.型钢中的H型钢和工字钢相比，不同之处在于（B前者的翼缘相对较宽，且翼缘内外两侧平行）。

10.钢结构的连接方法一般可分为（A焊接连接、铆钉连接和螺栓连接）。

11.利用二氧化碳气体和其他惰性气体作为保护介质的电弧焊熔方法指的是（气体保护焊）。

12.螺栓的性能等级“m.n级”中，小数点前的数字表示（A螺栓成品的抗拉强度不小于m×100MPa）.13.焊接连接的形式按被连接板件的相互位置可分为（B对接、搭接、T形连接、角部连接）。

14.常见的焊接缺陷包括裂纹、焊瘤、烧穿、气孔等，其中焊缝连接中最危险的缺陷是（D裂纹）。

15.焊缝的表示方法中，符号V表示的是（BV形坡口的对接焊缝）。

16.焊接的长度方向与作用力平行的角焊缝是（B侧面角焊缝）。

17.由正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝组成的混合焊缝，通常称为（C围焊缝）。

18.试验表明，对缺陷比较敏感的对接焊缝是（C受拉的对接焊缝）。

19.《钢结构工程质量验收规范》规定焊缝按其检验方法和质量要求分为（A三）个等级。

20.螺栓群的抗剪连接承受轴心力时，螺栓受力沿长度方向的分布为（C两端大、中间小）。

21.承受剪力和拉力共同作用的普通螺栓应考虑的两种可能的破坏形式分别是（A螺杆受剪兼受拉破坏、孔壁承压破坏）。

22.高强度螺栓连接分为（A摩擦型连接和承压型连接）。

23.下列关于高强度螺栓连接抗滑移系数说法有误的是（C摩擦面抗滑移系数的大小与板件的钢号无关）。

钢梁局部稳定

h0 / t w 41 4 + 5.34( h0 / a ) 2 h0 / t w 41 5.34 + 4( h0 / a ) 2
f y / 235 ，
当 a / h0 > 1.0 时， λs =
f y / 235
剪切临界应力表达式：当 λs ≤ 0.8 时，τ cr = f v ，考虑了抗力分项系数；当 0.8 < λs ≤ 1.2 时，τ cr = [1 − 0.59(λs − 0.8)] f v 当 λs > 1.2 时，τ cr = 1.1 f v / λs ，考虑到屈曲后强度，不计抗力分项系数。
若考虑残余应力，残余应力使材料提前进入塑性，考虑弹性模量修正系数为 2/3，则
2
b1 ≤ t
2 235 235 ，满足此式，材料屈服前不会失稳。或者说，承受反复 × 18.35 = 15 3 fy fy
荷载或者动荷载的截面，也就是必须保持材料弹性、不允许发展塑性的截面，用此式。若考虑工字形截面塑性发展系数， γ x = 1.05 ，则相应的切线模量 Eses =
临界弯曲应力表达式：
λb ≤ 0.85 ， σ cr = f ；此式考虑了抗力分项系数；
0.85 < λb ≤ 1.25 ， σ cr = [1 − 0.75(λb − 0.85)] f
2 ，考虑到屈曲后强度，此式不考虑抗力分项系数。 λb > 1.25 ， σ cr = 1.1 f / λb
剪应力相关的通用高厚比如下：当 a / h0 ≤ 1.0 时， λs =
2
局部临界应力计算公式从略。加紧肋布置原则中各项数值的由来：若不设横向加紧肋，横向加劲肋间距，
a = ∞,τ cr = f v , λs =

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ａａｓｆｌｔｂｃｌｇｏｅＡｂｔｔＩＧＪ７１８，ｎｌｉｏｐａｅｕｋｉｎｔａｎｈｙｓｎｈ
ｂｓｆｎｍｉｌｓｉｈｒｃｅｓｉｎｏ — ｉａｍｐｒｅｔｎａｉｏｆｔｅａｔｃａａｔｒｔａｄｎｎｉｔｌｓｉｅｃｉｃｎｉｉｅｆｃｉ，ｏｔｅｅｏｅｈｅｅｕｔｈｖｎｔｎｙｎｅｉｂｌｙｂｔｌｏｈｒｆｒｔｒｓｌｓａｅｏｏｌｕｒｌｉｔ，ｕａｓａｉｃｎｒｄｃｉｅｐｒｎｔｅｒ．ｆｒｎｅｅｒｈａｈｅｅｎｓｏｔｉｔａｔｉｏｙＲｅｅｒｇｔｒｓａｃｃｉｖｍｅｔａｖｓｈｉｏ
Ｗ＿ＡＮＧＧｕａｏ．ｎ（ｃｉｃｕａｄｓｎｎｒｓａｃｎｔｕｅＸｕｈｕＩｓｉｔｏＡｒｈｔｔｒｌｅｉａｄｅｅｒｈｉｓｉｔ，ｚｏｎｔｅｆｅｇｔｕｔａｃｉｃｕａｃｎｌｇ，ｚｏ２１０，ｉａｒｈｔｔｒｌｅｈｏｏｙＸｕｈｕ２０８Ｃｈｎ）ｅｔ
和弹塑性状态。通过比较这两部规范中计算理论上的差异，结合实例，并通过新的设计方法来阐述新规范的合理性。【关键词】曲强度；屈理想板件；临界应力；局部稳定【中图分类号】ｕ３２１Ｔ９，【文献标志码】Ａ
程中通常采用增设加劲肋的方法解决。多年的工程实践和科学研究发现，焊接工字型腹板屈曲后产生薄膜应力的张力场而尚有较大的承载潜力，也就意味着腹板的屈曲并不会立即导致结构进入承载能力极限状态。因此，分利用腹板屈曲后的强度，大充对跨度薄腹板梁具有很大的经济意义。
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Ｉ建筑与结构设计
￣ｃｔｍａｎＳｕｕｌｔ４ｈｃｒａｔｔａｒｉｌｄｒｒｅｃ
【文章编号】０７９６（０７０．０００１０．４７２０）８０３．４
基于非理想板件的焊接工字梁腹板局部稳定的计算
１旧规范（Ｂ —９８ —— 不考虑其屈曲ＧＪ７１８）１
后的强度［１】【２
１１腹板临界应力的计算．根据薄板稳定理论，纯弯曲作用下的四边支撑板的临界应力表达式为：
ＣａｃｌｔｏｎＷｅｃｌｔｂｌｔｆＷｅｄｄｌｕａｉｎｏｂＬｏａＳａｉｉｏｌｅｙＩＢｅｍｆＮｏｉｅｌｚｄＰｌｔｅｅｔ — ａｏｎｄａｉｅａｅＥｌｍｎ
纯剪状态下的腹板的计算公式同上，只是ｒ屈曲系数和嵌固系数的取值不同，旧规范中取为
１３对于梁上存在较大的集中荷载且无支承加劲肋．。２情况下的 …计算公式也同，不同的是屈曲系数
ｗｅｘｌｒｅｉｒｐｃｅ，ｄｅｐｔｔｎｒｔｎｌｆｈｅｐｏｅｈｓｅａｉｓａｘａｉｅｉａｉｏｔｅｗｅｔｄｃｎｎａｏａｏｔｙｎ
ｓｅｉｃｔｏｔｒｕｈｅｅｅｉｍｅｈｄｐｃｆａｉｎｈｏｇｔｎｗｄｓｇｉｈｎｔｏ．
（）
式中，ｋ为与板的支撑条件有关的屈曲系数；和ｈｔ。分别为腹板的厚度和计算高度。考虑到翼缘对腹板的嵌固作用，式尚应该考虑上腹板的约束作用，受拉腹板与受压腹板的连接视为刚性，压区翼缘对腹板的连接由腹板的刚性决定，受旧规范中取１１嵌固系数，为刚性铺板。．的６视
● 王国安（州建筑职业技术学院建筑设计研究院，徐江苏徐州２１０）２０８
【要】Ｂ．９８关于板的屈曲分析是在将腹板视为无限摘ＧＪ７１８１弹性和无初始缺陷的基础上进行的，其分析结果首先是不安全的，而且理论上也存在相互矛盾的地方。Ｇ０１－０３Ｂ５０７２０在借鉴国外和国内研究成果的基础上，考虑了板件的初始缺陷
ｂｔａｈｍｅａｄａｒａｔｒｕｈｔｅｄｕｔｎｆｅｒｔｆｏｔｏｂｏｄ，ｈｏｇｊｓｈｎｈａｍｅｔｔｉｏｏｈａｏ
ｈｉｈｈｃｎｓＧＢ５０１－０３ｔｋｎｔｌｍｐｒｅｔｎａｄｅｇｔｔｔｉｋｅｓ，ｏ０７２０ａｅｉｉａｉｉｅｆｃｏｎｉｅａｔ－ｌｓｉａｅｆｌｔｌｍｅｔｎｏｏｓｄｒｔｎＩｉｐｐｒｌｓｉｐａｔｓｔｐａｅｅｎｔｎｉｅａｉ．ｎｔｓａｅ，ｃｃｔｏｅｉｃｏｈ