1.4 板件的稳定和屈曲后强度的利用
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钢结构设计1_4压型钢板设计介绍
压型钢板的荷载组合:
计算内力时，应主要考虑以下两种荷载组合：
1.2×永久荷载+1.4×max{屋面均布活荷载，雪
荷载}；
1.2×永久荷载+1.4×施工检修集中荷载换算值。
当需考虑风吸力对屋面压型钢板的受力影响时， 还应进行下式的荷载组合：
1.0×永久荷载+1.4×风吸力荷载。
1.4.4
外墙板端部收边处理
为了延长压型钢板的使用寿命，防止硬物
撞击，一般在地面以上0.9～1.0m的范 围内砌筑砌体结构墙体。
砌体0.9-1.0米
为提高压型钢板的保温、隔热性，可采用聚
苯乙烯与两层压型钢板复合制成的夹心板， 如EPS板等。
聚酯（墙面）彩钢夹芯（EPS）板
聚氨酯（屋面）彩钢夹芯板
接，搭接宽度通常为半波。
屋面压型钢板之间的侧向连接：有搭接和咬边连
接两种
搭接宽度视压型钢板规格而定，可仅搭接半波，
也可搭接一波半。屋面、墙面压型钢板的侧向搭 接方向应与主导风向一致，如下图所示。
压型钢板的侧向搭接示意图
屋面压型钢板的长向搭接：
应将靠近屋脊方向的板件置于上方，并在搭接部 位设置防水密封带，以利防水。
（c）
（e）
压型钢板的截面形式
上图（a）、（b）是早期的压型钢板板型，截面 形式较为简单，板和檩条、墙梁的固定采用钩头 螺栓和自攻螺钉、拉铆钉。当作屋面板时，因板 需开孔，所以防水问题难以解决，目前已不在屋 面上采用。 （c）、（d）是属于带加劲的板型，增加了压型 钢板的截面刚度，用作墙板时加劲产生的竖向线 条还可增加墙板的美感。 (e)、(f)是近年来用在屋面上的板型，其特点是 板和板、板与檩条的连接通过支架咬合在一起， 板上无需开孔，屋面上没有明钉，从而有效地解 决了防水、渗漏问题。
钢结构稳定设计指南
钢结构稳定设计指南钢结构失稳形式存在多样性外，还应了解下列四个方面的特点：(1)稳定问题要考虑构件及结构的整体作用；(2)稳定计算要按二阶分析进行；(3)考虑初始缺陷的极值稳定计算正在取代完善构件的分岔点稳定计算；(4)稳定性不仅通过计算来保证，还需要从结构方案布置和构造设计来配合。
关键字：钢结构稳定，轴心压杆，计算长度，受弯构件，框架稳定一．钢结构稳定问题的待点失稳形式存在多样性外，还应了解下列四个方面的特点：(1)稳定问题要考虑构件及结构的整体作用；(2)稳定计算要按二阶分析进行；(3)考虑初始缺陷的极值稳定计算正在取代完善构件的分岔点稳定计算；(4)稳定性不仅通过计算来保证，还需要从结构方案布置和构造设计来配合。
二．轴心压杆的稳定计算(1)影响轴心压杆稳定承载力的最主要因素是残余应力，它是把稳定系数分成a、b、c三类的依据，残余压应力越大，位置距形心轴越远，值越低。
(2)轴心压杆不仅会发生弯曲失稳，也可能发生扭转失稳。
在采用单轴对称截面时．需要特别注意扭转的不利作用。
(3)设计格构柱时，需要了解几何缺陷的不利影响和柱肢压缩对缀条的影响。
三．轴心压杆的计算长度关于压杆计算长度的确定，需要明确以下几点：(1)确定杆系结构中的杆件计算长度时，应把它和对它起约束作用的构件一起作稳定分析。
这是稳定性整体计算的一种简化方法。
压杆一般不能依靠其他压杆对它的约束作用，除非两者的压力相差悬殊。
(2)节点连接的构造方式会影响杆件的稳定性能。
因此，杆件计算长度和构造设计有密切联系。
比如杆件在交叉点的拼接会影响它的出平面弯曲刚度并使计算长度增大。
又如起减小计算长度作用的撑杆的连接有偏心，会降低它的有效性。
(3)塔架杆件的计算长度有不同于平面桁架(屋架)的特点．主杆和腹杆都各有其特殊之处。
此外、塔架中单角钢杆件预期绕平行轴失稳时，需要考虑扭转的不利影响。
(4)桁架体系的支撑构件和塔架中的横隔构件都对杆件的计算长度有直接影响。
1.板件的稳定和屈曲后强度的利用
4.6 板件的稳定和屈曲后强度的利用
均匀受压板件的屈曲现象
（一）薄板屈曲基本原理
1、单向均匀受压薄板弹性屈曲
对于四边简支单向均匀受压薄板，弹性屈曲时，由小挠度 理论，可得其平衡微分方程:
4w
4w 4w
2w
D
x4
2 x2y2
y4
Nx
x 2
0
(4 100)
四边简支单向均匀受压薄板的屈曲
求解上式，并引入边界条件： 当x 0和x a时：w 0 当y 0和y b时：w 0
cr
2E 12(1 2
)
t b
2
式中：
屈曲系数； 板边缘的弹性约束系数；
弹性模量折减系数; 其余符号同前。
将
E
=206X103
N/mm2，ν=0.3代入上式，得：
σcr 18.6 βχ
100t b
2
并视受压翼缘悬伸部分，为三边简支，且板长趋于无
穷大，故β=0.425；不考虑腹板对翼缘的约束作用，
K=4 K=5.42 K=6.97 K=0.425 K=1.277
综上所述，单向均匀受压薄板弹性阶段的临界力 及临界应力的计算公式统一表达为：
N cr
2D
b2 K
cr
N cr 1 t
2 D
b2t
2 E 12 1 2
t
2
b
(4 107)
2、单向均匀受压薄板弹塑性屈曲应力
板件进入弹塑性状态后，在受力方向的变形遵循切线模 量规律，而垂直受力方向则保持弹性，因此板件属于正交 异性板。其屈曲应力可用下式表达：
根据局部屈曲不先于整体屈曲的原则，即板件的屈曲 临界应力大于或等于构件的整体稳定临界应力即可确 定出构件的腹板高厚比（式4-115）和翼缘的宽厚比 （式4-113）。
均匀受压板件的屈曲现象
（一）薄板屈曲基本原理
1、单向均匀受压薄板弹性屈曲
对于四边简支单向均匀受压薄板，弹性屈曲时，由小挠度 理论，可得其平衡微分方程:
4w
4w 4w
2w
D
x4
2 x2y2
y4
Nx
x 2
0
(4 100)
四边简支单向均匀受压薄板的屈曲
求解上式，并引入边界条件： 当x 0和x a时：w 0 当y 0和y b时：w 0
cr
2E 12(1 2
)
t b
2
式中：
屈曲系数； 板边缘的弹性约束系数；
弹性模量折减系数; 其余符号同前。
将
E
=206X103
N/mm2，ν=0.3代入上式，得：
σcr 18.6 βχ
100t b
2
并视受压翼缘悬伸部分，为三边简支，且板长趋于无
穷大，故β=0.425；不考虑腹板对翼缘的约束作用，
K=4 K=5.42 K=6.97 K=0.425 K=1.277
综上所述，单向均匀受压薄板弹性阶段的临界力 及临界应力的计算公式统一表达为：
N cr
2D
b2 K
cr
N cr 1 t
2 D
b2t
2 E 12 1 2
t
2
b
(4 107)
2、单向均匀受压薄板弹塑性屈曲应力
板件进入弹塑性状态后，在受力方向的变形遵循切线模 量规律，而垂直受力方向则保持弹性，因此板件属于正交 异性板。其屈曲应力可用下式表达：
根据局部屈曲不先于整体屈曲的原则，即板件的屈曲 临界应力大于或等于构件的整体稳定临界应力即可确 定出构件的腹板高厚比（式4-115）和翼缘的宽厚比 （式4-113）。
板件的稳定和屈曲后强度的利用
算出弹性屈曲临界应力（式4-107）
3
可编辑ppt
式4-107中的系数：
1. 板的屈曲系数K（式4-106）：与荷载分布和支承边数
有关。四边简支K =4；三边简支一边自由K =0.425。
2. 嵌固约束系数 ：板件与板件之间不能像简支板那
样自由转动，而是强者对弱者起约束作用。弹性嵌固
的程度取决于相互连接的板件的刚度。这种受到约束
我们将板件的非弹性屈曲应力值控制在什么 范围内才认为板件是稳定的？
一种是不允许板件的屈曲先于构件的整体屈曲， 《钢结构设计规范》（GB 50017）对轴心压杆 就是这样规定的。
另一种是允许板件先屈曲。虽然板件屈曲会降低 构件的承载能力，但由于构件的截面较宽，整体 刚度好，从节省钢材来说反而合算，《冷弯薄壁 型钢结构技术规范》（GB 50018）就有这方面 的条款。有时对于一般钢结构的部分板件，如大 尺寸的焊接组合工字形截面的腹板，也允许其先 有局部屈曲。
4.6 板件的稳定和屈曲后强度的利用
1
可编辑ppt
均匀受压板件的屈曲现象
2
可编辑ppt
均匀受压板件的弹性屈曲应力
求解板件的稳定承载力与求解构件的稳定承载力 的思路是相同的。
找出板件弹性屈曲时的临界状态，列出平衡微分
方程（式4-100） 给出边界条件
求出最大变形值（挠度） （式4-101） 得出临界力（式4-104）
6
可编辑ppt
轴心受压构件的局部稳定：
根据局部屈曲不先于整体屈曲的原则，板件的临界应 力和构件的临界应力相等即可确定出构件的腹板高厚 比（式4-113）和翼缘的宽厚比（式4-115）。
注意公式的使用条件：
1. 只针对于工字型截面；
2. λ取构件两个方向长细比的较大者；
3
可编辑ppt
式4-107中的系数：
1. 板的屈曲系数K（式4-106）：与荷载分布和支承边数
有关。四边简支K =4；三边简支一边自由K =0.425。
2. 嵌固约束系数 ：板件与板件之间不能像简支板那
样自由转动，而是强者对弱者起约束作用。弹性嵌固
的程度取决于相互连接的板件的刚度。这种受到约束
我们将板件的非弹性屈曲应力值控制在什么 范围内才认为板件是稳定的？
一种是不允许板件的屈曲先于构件的整体屈曲， 《钢结构设计规范》（GB 50017）对轴心压杆 就是这样规定的。
另一种是允许板件先屈曲。虽然板件屈曲会降低 构件的承载能力，但由于构件的截面较宽，整体 刚度好，从节省钢材来说反而合算，《冷弯薄壁 型钢结构技术规范》（GB 50018）就有这方面 的条款。有时对于一般钢结构的部分板件，如大 尺寸的焊接组合工字形截面的腹板，也允许其先 有局部屈曲。
4.6 板件的稳定和屈曲后强度的利用
1
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均匀受压板件的屈曲现象
2
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均匀受压板件的弹性屈曲应力
求解板件的稳定承载力与求解构件的稳定承载力 的思路是相同的。
找出板件弹性屈曲时的临界状态，列出平衡微分
方程（式4-100） 给出边界条件
求出最大变形值（挠度） （式4-101） 得出临界力（式4-104）
6
可编辑ppt
轴心受压构件的局部稳定：
根据局部屈曲不先于整体屈曲的原则，板件的临界应 力和构件的临界应力相等即可确定出构件的腹板高厚 比（式4-113）和翼缘的宽厚比（式4-115）。
注意公式的使用条件：
1. 只针对于工字型截面；
2. λ取构件两个方向长细比的较大者；
门式钢架结构设计
一、荷载及荷载组合（一）荷载 1．永久荷载结构自重，一般为～2，屋面悬挂荷重按实际取值。 2．可变荷载包括屋面均布活荷载、雪荷载、积灰荷载、风荷载、悬挂或桥式吊车荷载。3．地震作用一般采用基底剪力法，对无吊车且高度不大的刚架可采用单质点简图；当有吊车荷载时，可采用2质点简图。
（a）单质点
第34页/共118页
门式钢架结构设计
学习目标
学习难点
第一节 结构形式和布置
一、门式刚架特点及适用范围（一）结构特点刚架梁、柱采用轻型H型钢（等截面或变截面）组成；刚架梁与柱刚接，柱脚与基础宜采用铰接；当设有桥式吊车、檐口标高较高或对刚度要求较高时，柱脚和基础可采用刚接；构件单元可根据运输条件划分，单元之间在现场用螺栓连接，安装方便快捷，土建工作量小。在非地震区可采用张紧的圆钢作为支撑；用C形、Z形薄壁型钢做檩条、墙梁，以彩钢板或夹芯板做屋面、墙面。
第46页/共118页
xy——杆件轴心受压稳定系数，楔形柱轴心受压稳定系数，计算长细比时取小头的回转半径；y——为轴心受压构件弯矩作用平面外的稳定系数，以小头为准；by——为均匀弯曲楔形受弯构件的整体稳定系数；
mx、
t——为等效弯矩系数；
——计算 时回转半径i0以小头为准。
对双轴对称、均匀弯曲的工字形楔形截面杆件
（a）
第14页/共118页
（b）
屋面水平支撑布置
柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内，形成抵抗纵向荷载的支撑桁架；屋面交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计，非交叉支撑中的受压杆件及刚性系杆应按压杆设计；刚性系杆可由檩条兼作，此时檩条应满足对压弯构件的刚度和承载力要求；屋盖横向水平支撑可仅设在靠近上翼缘处；交叉支撑可采用圆钢，按拉杆设计；屋面横向水平支撑内力，应根据纵向风荷载按支承于柱顶的水平桁架计算，对于交叉支撑可不计压杆的受力。
（a）单质点
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门式钢架结构设计
学习目标
学习难点
第一节 结构形式和布置
一、门式刚架特点及适用范围（一）结构特点刚架梁、柱采用轻型H型钢（等截面或变截面）组成；刚架梁与柱刚接，柱脚与基础宜采用铰接；当设有桥式吊车、檐口标高较高或对刚度要求较高时，柱脚和基础可采用刚接；构件单元可根据运输条件划分，单元之间在现场用螺栓连接，安装方便快捷，土建工作量小。在非地震区可采用张紧的圆钢作为支撑；用C形、Z形薄壁型钢做檩条、墙梁，以彩钢板或夹芯板做屋面、墙面。
第46页/共118页
xy——杆件轴心受压稳定系数，楔形柱轴心受压稳定系数，计算长细比时取小头的回转半径；y——为轴心受压构件弯矩作用平面外的稳定系数，以小头为准；by——为均匀弯曲楔形受弯构件的整体稳定系数；
mx、
t——为等效弯矩系数；
——计算 时回转半径i0以小头为准。
对双轴对称、均匀弯曲的工字形楔形截面杆件
（a）
第14页/共118页
（b）
屋面水平支撑布置
柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内，形成抵抗纵向荷载的支撑桁架；屋面交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计，非交叉支撑中的受压杆件及刚性系杆应按压杆设计；刚性系杆可由檩条兼作，此时檩条应满足对压弯构件的刚度和承载力要求；屋盖横向水平支撑可仅设在靠近上翼缘处；交叉支撑可采用圆钢，按拉杆设计；屋面横向水平支撑内力，应根据纵向风荷载按支承于柱顶的水平桁架计算，对于交叉支撑可不计压杆的受力。
钢结构学习笔记
1. 设计时，一般不允许翼缘发生局部失稳，容许腹板局部失稳并利用其屈曲后强度。
2. 根据局部稳定计算的等强原则，当翼缘宽厚比yf t b 23515≤时，翼缘不会发生局部失稳。
设计时允许腹板局部失稳，但考虑到刚度及制作等要求，腹板高厚比应作一定要求，目前我国现行《钢结构设计规范GBJ17-88》规定yw f t h 235250≤。
3. .构件平面外稳定设计公式为fWM AN by t y ≤+φβϕ0[2]，其中y ϕ为平面外轴压整体稳定系数，根据平面外支撑间距与截面回转半径之比即长细比λ查表得到。
by ϕ为弯扭整体稳定系数，主要取决于平面外支撑间距y l 与截面回转半径的比值。
从该公式可以看出，在构件平面外抗弯性能相对较差（回转半径较小）的情况下，适当减小平面外支撑间距y l 可以有效地提高平面外的稳定性能。
4. 构件平面外的支撑形式和布置决定了平面外支撑间距y l ，也就决定了构件的稳定临界荷载值。
中柱通常为轴压构件，柱顶的水平位移值决定了构件的计算长度。
通过对受弯构件平面外支撑和中柱柱顶水平位移的控制可以达到控制刚架稳定临界荷载的目的5. 因此檩条间距可以看作上翼缘的支撑长度, 因此隅撑的间距作为下翼缘的面外支撑长度6. 当构件长度较长且不允许设置足够的檩条隅撑时，可以在构件中部设置撑杆。
撑杆应该设置在受压翼缘一侧，或使用桁架形式支承两侧翼缘， 7. 门式刚架梁柱设计时通过限制翼缘的yf t b 23515≤来确保其不发生局部失稳。
容许腹板局部失稳，设计时取其屈曲后极限强度，但考虑到刚度和制作要求，取yw f th 235250≤。
同时，为防止在施工安装过程中防止发生扭转可以局部设置截面加劲肋。
加劲肋要求有一定的刚度[12]，即加劲板宽度mm h b s s 4030+>，为劲板高度s h ，劲板厚度15/s s b t >。
支座处的劲板除满足一般要求外需要作局部承压验算8. 当建筑物的长度很大时，当温度变化较大，上部结构将发生很大的伸缩变形，而基础以下还固定于原来的位置，这种变形会使柱梁等构件产生很大的内力，严重的可使其断裂甚至破坏。
板件的稳定和屈曲后强度的利用(2)
的板边缘称为弹性嵌固边缘，弹性嵌固板的屈曲应力
比简支板的高，嵌固系数大于1进行修正。
3. 对工字形截面的轴心压杆，一个翼缘的面积可能接近 于腹板面积的二倍，翼缘的厚度比腹板大得多，而宽
度又小得多，因此是翼缘对腹板有嵌固作用，计算腹
板的屈曲应力时考虑了残余应力的影响后可用嵌固系
数1.3。相反，对腹板起嵌固作用的翼缘因提前屈曲而 需要小于1.0的约束作用系数。
(3) 在腹板一侧配置的加劲肋，其截面惯性矩应按与加劲肋相连
13
的腹板边缘为轴线进行计算。 整理课件
支承加劲肋的设计
1. 设置位置：梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷 载处,宜设置支承加劲肋.
2. 构造要求：腹板两侧成对布置，也可以用凸缘式加劲 肋,其凸缘长度不得大于其厚度的2倍（图4-71b） 。
一种是不允许板件的屈曲先于构件的整体屈曲， 《钢结构设计规范》（GB 50017）对轴心压杆 就是这样规定的。
另一种是允许板件先屈曲。虽然板件屈曲会降低 构件的承载能力，但由于构件的截面较宽，整体 刚度好，从节省钢材来说反而合算，《冷弯薄壁 型钢结构技术规范》（GB 50018）就有这方面 的条款。有时对于一般钢结构的部分板件，如大 尺寸的焊接组合工字形截面的腹板，也允许其先 有局部屈曲。
于按公式(4-161)算得的1.2倍，厚度不应小于其外伸宽
度的1／15。
4. 在同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板中，横
向加劲肋的截面尺寸除应符合上述规定外，其截面惯
性矩尚应符合式（4-163）；纵向加劲肋的截面惯性矩，
12
应符合式（4-164、165） 整理课件
5.短加劲肋外伸宽度应取横向加劲肋外伸宽度的0.7～1.0倍，厚 度不应小于短加劲肋外伸宽度的1／15。
钢结构设计原理第4章(2) 稳定性(整体)
y是由0y确定， b= 1.0， = 0.7
﹡缀材计算 按实际剪力和弯曲失稳剪力的较大值计算
V Af 85
fy 235
4.6 板件的稳定和屈曲后强度的利用
4.6.1 轴心受压构件的板件稳定
﹡均匀受压板件的屈曲现象
①板件宽厚比 原则： ● 允许板件先屈曲 ● 不允许板件先于构件整体屈曲，临界应力相等 （等稳原则）
是构件在弯矩作用平面内的长细比，
当<30 =30； 当>100时，取=100
横隔(每个单元不少于2个，间距不大于8m)
﹡翼缘的稳定与梁相同
不考虑塑性，
b1 / t 15 235 fy
部分考虑塑性，
b1 / t 13 235 fy
f
x A W1x 1 x N NEx
W1x=Ix /y0
x 是由0x确定的b类截面轴心压杆稳定系数。
﹡单肢计算(弯矩绕虚轴作用)
单肢1 N1 =Mx /a+N z2 /a
单肢2 N2 =N N1
按轴心受压构件计算。 注意计算长度取值。
﹡弯矩作用平面外稳定计算
●弯矩绕虚轴作用：单肢已经验算 ●弯矩绕实轴作用：按箱形截面的平面外计算，
c=0时，可不配置；否则按构造配置0.5h0≤a≤2h0
2、对于 h0 tw > 80 235 fy 的梁，一般应配置横
向加劲肋并按要求计算局部稳定。
3、h0 tw > 150 235 fy 时（受压翼缘扭转未约束），
h0 tw > 170 235 fy 或（受压翼缘扭转受约束），
应配置纵横加劲肋，必要时配置短加劲肋（下图）。
D / t 23500/ fy
4.6.2 受弯构件的板件稳定
﹡缀材计算 按实际剪力和弯曲失稳剪力的较大值计算
V Af 85
fy 235
4.6 板件的稳定和屈曲后强度的利用
4.6.1 轴心受压构件的板件稳定
﹡均匀受压板件的屈曲现象
①板件宽厚比 原则： ● 允许板件先屈曲 ● 不允许板件先于构件整体屈曲，临界应力相等 （等稳原则）
是构件在弯矩作用平面内的长细比，
当<30 =30； 当>100时，取=100
横隔(每个单元不少于2个，间距不大于8m)
﹡翼缘的稳定与梁相同
不考虑塑性，
b1 / t 15 235 fy
部分考虑塑性，
b1 / t 13 235 fy
f
x A W1x 1 x N NEx
W1x=Ix /y0
x 是由0x确定的b类截面轴心压杆稳定系数。
﹡单肢计算(弯矩绕虚轴作用)
单肢1 N1 =Mx /a+N z2 /a
单肢2 N2 =N N1
按轴心受压构件计算。 注意计算长度取值。
﹡弯矩作用平面外稳定计算
●弯矩绕虚轴作用：单肢已经验算 ●弯矩绕实轴作用：按箱形截面的平面外计算，
c=0时，可不配置；否则按构造配置0.5h0≤a≤2h0
2、对于 h0 tw > 80 235 fy 的梁，一般应配置横
向加劲肋并按要求计算局部稳定。
3、h0 tw > 150 235 fy 时（受压翼缘扭转未约束），
h0 tw > 170 235 fy 或（受压翼缘扭转受约束），
应配置纵横加劲肋，必要时配置短加劲肋（下图）。
D / t 23500/ fy
4.6.2 受弯构件的板件稳定
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1—横向加劲肋 3—短加劲肋
2—纵向加劲肋 4—支撑加劲肋
1.4.2受弯构件的板件稳定
1.4.2.3腹板加劲肋的配置
⑴ 当h0/tw≤80√235/fy 时，对有局部压应力的梁，应按构造配 置横向加劲肋；但对无局部压应力的梁，可不配置加劲肋。 ⑵ 当80 √235/fy <h0/tw ≤250 √235/fy时，应配置横向加劲肋， 并对各区格进行计算。 ⑶ 当 170 √235/fy <h0/tw ≤250 √235/fy(受压翼缘扭转受到约 束 ， 如 连 有 刚 性 铺 板 、 制 动 板 或 焊 有 钢 轨 时 ) 或 150 √235/fy <h0/tw ≤250 √235/fy(受压翼缘扭转未受到约束时)， 或按计算需要时，应在弯曲应力较大区格的受压区不但要 配置横向加劲肋，还要配置纵向加劲肋。局部压应力很大 的梁，必要时尚宜在受压区配置短加劲肋。 ⑷ 梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处,宜设置支承 加劲肋.
2
2
=0.10132(1-0.02482fy /E) fy/E1.0
1.4.1轴心受压构件板件的稳定
1.4.1.4宽厚比
对于板件的宽厚比有两种考虑方法。一种是不 允许板件的屈曲先于构件的整体屈曲，并以此来 限制板件的宽厚比，另一种是允许板件先屈曲， 虽然板件屈曲会降低构件的承载能力，但由于构 件的截面较宽，整体刚度好，从节省钢材来说反 而合算。下面介绍的板件宽厚比限值是基于局部 屈曲不先于整体屈曲的原则。
1.4.2受弯构件的板件稳定
1.4.2.4腹板加劲肋的计算 （1）仅配置有横向加劲肋的腹板，各区格应满足
cr c 1 c ,cr cr
2 2
—所计算腹板区格内，由平均弯矩产生的腹板计算 高度边缘的弯曲压应力。 —所计算区格内，由平均剪力产生的腹板平均剪力。 c —所计算腹板区格内，腹板边缘的局部压应力。 cr , cr 和 c,cr —相应应力单独作用下的屈曲应力。
对板的弹性屈曲应力进行修正 2 2 K E t crx 2 12(1 ) b
1.4.1轴心受压构件板件的稳定
—弹性嵌固系数
对工字形截面的轴心压杆，一个翼缘的面积可 能接近于腹板面积的二倍，翼缘的厚度比腹板 大得多，而宽度又小得多，因此是翼缘对腹板 有嵌固作用，计算腹板的屈曲应力时考虑了残 余应力的影响后可用嵌固系数1.3。相反，对腹 板起嵌固作用的翼缘因提前屈曲而需要小于1.0 的约束作用系数。
fy 235 (0.5 a h0 1.5) (1.5 a h0 2.0)
h0 t w 28 10.9 13.41.83 a h0 3 c fy h0 t w 28 18.9 5 a h 235 0
1.4.2受弯构件的板件稳定
1.4.2.2加劲肋的分类
尺寸按下列经验公式确定： 外伸宽度 厚度 bs h0 /30+40(mm) ts bs /15
（2）仅在腹板一侧配置的钢板横向加劲肋，其外伸宽 度应大于按上式算得的1.2倍，厚度应不小于其外伸宽
度的1/15。
1.4.2受弯构件的板件稳定
（3）纵向加劲肋断开，横向加劲肋保持连续。横向加劲肋 绕z轴的惯性矩应满足：
s为用于受剪腹板的通用高厚比，由下式计算
s
s
41 4 5.34h0 a 41 5.34 4h0 a h0 t w h0 t w fy
2
235 fy
(a h0 1.0)
2
235
(a h0 1.0)
1.4.2受弯构件的板件稳定
当腹板不设置加劲肋时，K=5.34。若要求 cr fv 则 s 不应超过0.8。由上式可得高厚比限值
1.4.1轴心受压构件板件的稳定
1.4.1.3轴心受压板件的弹塑性屈曲应力
考虑板件的初始缺陷和残余应力的影响，板件 屈曲时已进入非弹性阶段。处理板件的非弹性屈 曲时，只是把钢材的弹性模量E用板件受力方向 的变形切线模量Et代替， 与受力垂直的方向仍 用弹性模量E，得出下式：
K E t crx 12(1 2 ) b —弹性模量修正系数
GB 50017规范取国际上通行的通用高厚比参数 0 f y / cr
翼缘扭转受到约束 翼缘扭转未受到约束
h0 t w b 177
fy 235
h0 t w b 153
fy 235
1.4.2受弯构件的板件稳定
（2）在纯剪切作用下
剪切临界应力
K E t w cr 2 12(1 ) h0
1.4.2受弯构件的板件稳定
1.4.2.1腹板在不同状态下的临界应力
（1）在纯弯曲作用下
crx
K E t 12(1 2 ) b
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
2
腹板简支于翼缘时
100t w cr 445 h 0
腹板固定于翼缘时
翼缘扭转受到约束 100t w cr 737 h 0
2 2
屈曲系数K可近似表示为：
h0 h0 K 4.5 7.4 a a h h K 11 0.9 0 0 aa a 0.5 h 1.5 0 a 1.5 h 2.0 0
板在横向压力作用下的屈曲
1.4.1.6腹板的高厚比
1.3 4 2 E tw 2 ( ) min f y 2 12(1 ) h0
h0 235 25 0.5 tw fy
1.4.1轴心受压构件板件的稳定
1.4.1.7翼缘板的局部稳定 梁的翼缘板远离截面的形心，强度一般能够得 到比较充分的利用。同时，翼缘板发生局部屈曲 ，会很快导致梁丧失继续承载的能力。因此，常 采用限制翼缘宽厚比的办法，亦即保证必要的厚 度的办法，来防止其局部失稳。
b1 235 15 t fy
1.4.2受弯构件的板件稳定
当超静定梁采用塑形设计方法，即允许截面上 出现塑性铰并要求有一定转动能力时： b1 235 9 t fy 当简支梁截面允许出现部分塑性时： b1 235 13 t fy
1.4.2受弯构件的板件稳定
综上所述，翼缘应变发展的程度不同，分为四类 ① 塑形设计的截面 ② 出现塑性铰但不要求转动能力的截面 ③ 弹性设计的截面 ④ 允许出现局部屈曲的截面
2 c2 1 c ,cr 2 cr 2 cr 2
2 2
1.4.2受弯构件的板件稳定
1.4.2.5腹板加劲肋的构造要求 为了保证梁腹板的局部稳定，加劲肋应具有一 定的刚度，为此要求：
（1）在腹板两侧成对配置的钢板横向加劲肋，其截面
1.4.1轴心受压构件板件的稳定
1.4.1.5翼缘的宽厚比 由于轴心受压构件是在弹塑性阶段屈曲的，因 此可由下式确定宽厚比：
0.425 2 E t 2 ( ) min f y 2 12(1 ) b1
b1 235 10 0.1 t fy
1.4.1轴心受压构件板件的稳定
2 2 2
将n=1带入上式后变形得下列两种表达式： 2 2 2 D 1 a N crx 2 m 2 a m b
D b a 2D Ncrx 2 m K 2 b a mb b
2
2
1.4.1轴心受压构件板件的稳定
Ncrx
h0 235 235 0.8 41 5.34 75.8 tw fy fy
考虑到曲格平均剪力一般低于 限值为 80 235 / f y
fv ，规范规定的
1.4.2受弯构件的板件稳定
（3）在横向压力作用下 临界应力：
ccr K E t w 2 12(1 ) h0
1.4.2受弯构件的板件稳定
对于组合梁中的腹板，考虑到翼缘对腹板的约束作用
1.81 0.255h0 / a
对于塑性、弹塑性和弹性范围
c ,cr
f 1 0.79c 0.9 f 1.1 f 2 c (c 0.9) (0.9 c 1.2) (c 1.2)
4w 4w 4w 2w D 4 x 2 2 x 2 y 4 y Nx 2 x 0
式中 w 板件屈曲以后任一点的挠度；
Nx 单位宽度板所承受的压力； D 板的柱面刚度，D=Et3/12(12)，其中t是板 的厚度， 是钢材的泊松比。
1.4.2受弯构件的板件稳定
（2）同时配置有横向加劲肋和纵向加劲肋 的腹板，其各区格的局部稳定应满足：
a. 受压翼缘与纵向加劲肋之间的区格
c 1 cr1 c ,cr1 cr1
2 2
b. 受拉翼缘与纵向加劲肋之间的区格
1.4.2受弯构件的板件稳定
(5)用型钢做成的加劲肋，其截面相应的惯性矩不得小于上述 对于钢板加劲肋惯性矩的要求。 为了减少焊接应力，避免焊缝的过分集中，横向加劲肋的端 部应切去宽约bs /3(但不大于40mm)，高约bs /2(但不大于60mm) 的斜角，以使梁的翼缘焊缝连续通过。在纵向加劲肋与横向 加劲肋相交处，应将纵向加劲肋两端切去相应的斜角，使横 向加劲肋与腹板连接的焊缝连续通过。 吊车梁横向加劲肋的上端应与上翼缘刨平顶紧，当为焊接吊 车梁时，尚宜焊接。中间横向加劲肋的下端一般在距离受拉 翼缘50~100mm处断开，不应与受拉翼缘焊接，以改善梁的抗 疲劳性能。
Iz 3h0 tw3
纵向加劲肋截面绕y轴的惯性矩应满足： Iy 1.5h0 tw3 (a/h00.85)
Iy (2.50.45a/h0)(a/h0)2h0 tw3 (a/h0>0.85) （4）当配置有短加劲肋时，其短加劲肋的外伸宽度应