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1、UDC 693.814.074.43德國標準1990 年 11 月1、概述1.1應(yīng)用的范圉和領(lǐng)域1.2脈理1.3通用符號1-4基本考慮2、翹曲安全性分析的步驟3、容許偏羞4、常盤壁厚的柱形殼體4.1符號與支撐條件4.2理想的邇曲應(yīng)力4.2.1軸向壓縮4.2.2環(huán)篠壓縮4.2.3剪力4.3實際翹曲應(yīng)力4.4作用效果4.5應(yīng)力組合4.5.1存有共同環(huán)箍壓縮和剪力的軸向壓縮4.5.2山丁內(nèi)部壓力,存有共同環(huán)掘張力的軸向壓縮5、壁厚逐步増加的圓柱5.1符號與支撐條件5.2設(shè)計璧階5-3理想的邇曲應(yīng)力5.3.1軸向壓縮5.3.2環(huán)輸壓縮5.4實際翹曲應(yīng)力鋼架結(jié)構(gòu)對外売趙曲作安全性分析DIN18 800第
2、四部分本條件中采用逗號作為十進位制標記.以與國際標準化組織(ISO)公布的標準準則相一致.在本標準中術(shù)語“荷戲”是指作用丁結(jié)構(gòu)的外力。在會冇“荷戰(zhàn)”組分的合成術(shù)語中,它也是這個總義(見DIN 1080 第一部分).1前言該標準是山建筑上木I:程標準委員會08部和徳國I.程鋼結(jié)構(gòu)公處會共同制迢的?;O(shè)計原理和用公式化的安全性 (打結(jié)構(gòu)安全性要求仃關(guān)的詳細規(guī)范脈理),修訂后的系列標準DIN 18800為工程師提供了切實可行的標準。該標準山理 筑十木丁程標冰委員會T19S1年發(fā)布并H.考慮到了與正在致力進行制定的歐洲標準的詳細規(guī)范相協(xié)調(diào)涉及DIN 18 800 的第一部分和第三部分與1990年11月
3、的版本育關(guān)。目錄15.5作用效果1515.6應(yīng)力組合1615.6.1存有共同環(huán)箍壓縮和剪力的軸向壓縮1615.6 2山丁內(nèi)部壓力,存有共同環(huán)箍張力的軸向壓縮.166、常呈壁厚的錐形外殼1626.1符號與支撐條件165 6.2理恿的翹曲應(yīng)力186.2.1相等的圓柱186 6.2.2經(jīng)線斥縮1866.2.3壞箍壓縮188 6.2.4 剪力196.3實際翹曲應(yīng)力199 6.4作用效果1910 6.5應(yīng)力組合2010651存冇共同壞籀壓縮和剪力的經(jīng)線壓縮2012106.5.2 itl J:內(nèi)部壓力,存有共同環(huán)籀張力的經(jīng)線壓縮.207、統(tǒng)墜號的球形外売2012 7.1符號與支撐條件2013 7.2理想的
4、翹曲應(yīng)力21B7.3實詠翹曲應(yīng)力21B7.4作用效果21B7.5應(yīng)力組合211314 有關(guān)的標準和其它文件2215 務(wù)注 22具體祈見木標準的從第2刃至弟21頁.DIN 18800第四部分#2 DIN 188CO第卩部分DIN 18800第四部分#DIN 18800第四部分51、概述1.1應(yīng)用的范圍和領(lǐng)域(101)本標準分析了鋼外殼結(jié)構(gòu)的翹曲阻力,并且與DIN18 800第1部分一起使用。注總:木標準中的規(guī)泄還町以用j-DIN18 800第1部 分以外溫度卜的鋼外売,以及適用丁鋼以外的金屈結(jié)構(gòu)外 売.憶提足這些材料屬性不同丁鄰1部分規(guī)定的屈性。值得 一提的足,木標準內(nèi),計算理想的翹曲應(yīng)力時,使
5、用了泊松 率P =0.3»(102)極限狀態(tài)分析在靜倚戯卜,本標準規(guī)定了與非加筋外殼(容易出現(xiàn)翹 曲)穩(wěn)定性和關(guān)的規(guī)則,無論這些迢圓柱形住衛(wèi)形外売)、栽錐 (錐形外殼)還是球體(球體外殼).如果適肖地考慮到了支撐條件,那么木標準還適用J:柱 形、儺形或球體外売截向、口合外亞的截I衍以及加筋外殼的 相互加筋跨度。注總1:在本標準中,在理想的翹曲應(yīng)力公式中,“適當?shù)乜?世到支撐條件”表示外殼截曲的圓周邊緣等町以獲得 充分的粘度,不必在訃算理想的翹曲應(yīng)力,受到彳0向 位移的形響。注盤2: 1中的說明與加盤外殼笹休翹曲的安全性分析冇 關(guān),即加強筋的極限狀態(tài)分析。1-2原理(103)理想的翹曲
6、荷敎理想的翹曲荷載是指由彈性理論呦定的繪小分義荷 載,前提條件足處丁理想的幾何、荷戦應(yīng)用、支撐與材料均 質(zhì)的狀態(tài),以及全而適用虎克定律.而II沒冇殘余應(yīng)力。(104)理想的翹曲應(yīng)力理想的翹曲應(yīng)力是指打理想的翹曲荷域柑關(guān)的薄膜應(yīng) 力。(105)實際翹曲應(yīng)力與理想的翹曲應(yīng)力不同,實際的翹曲實力指薄膜應(yīng)力. 因為在實際的鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)中,會不可避免地出現(xiàn)幾何與結(jié)構(gòu) 缺陷,以及非彈性材料現(xiàn)彖。這與穩(wěn)定性限制陽力的特征值 相對應(yīng)(見DIN18 800第1部分第745項)。注總1:幾何性缺陷是宙于構(gòu)建中的正常外形偏蹩造成的 (例如:最初的陷窩、非圓性、焊接收縮的扭曲、連 接點的偏心)。注總2:結(jié)構(gòu)性缺陷包括山
7、J:軋鋼、悍接以及材料不均勻和 相界性造成的歿余應(yīng)力.注意3:非彈性材料現(xiàn)彖可能包括:理想的裂性應(yīng)力應(yīng)變曲 線仃明顯的ini服應(yīng)力)或者具仃應(yīng)變峽化現(xiàn)線的m 性應(yīng)力應(yīng)變曲線(作為屈服應(yīng)力的0.2%驗證應(yīng)力).通 常來說,如果實際翹曲應(yīng)力小J' 40%的屈服應(yīng)力,那 么對實際翹曲應(yīng)力并不會令什么很大的作用。(106)極限翹曲應(yīng)力極眼翹曲應(yīng)力指實際翹曲應(yīng)力的設(shè)計數(shù)值可以通過陽 力的部分安全系數(shù),減小實際翹曲應(yīng)力,從而得出數(shù)值。1.3通用符號(107)幾何期收t堅厚r外売表而中部的半徑d外殼表而中部的克徑R球體半徑外殼表而中部的設(shè)計壁階計量長度,根據(jù)計童長度,確定缺陷tv陷氏初始深度U非圓度
8、e偶然偏心率x.(p在經(jīng)線方向(0 J圓柱的軸向方向相R勺)與圓周方向上.外殼表而中部的平而朋標z垂直于外殼表面中部的坐標UA;W垂直丁外売表面中部位移(沿X.9與Z)的坐標外殼表而中部圖1:幾何參數(shù)注雖 英它待定外血類型的符I;見條款4至7。(108)物理參數(shù)與強皮E弛性模星9 刨服應(yīng)力注總:仃關(guān)E與S數(shù)值,見DIN 18 800第1部分的衣L(109) 下標與前綴R阻力參數(shù)k參數(shù)的特征值d參數(shù)的設(shè)計值red減小orh實際zul允許注意:“阻力”、“特征值”與“設(shè)計值”的定義見DIN18 800 第1部分的子條款3.1。(H0)荷載參數(shù)與應(yīng)力參數(shù)q在徑向方向上,與外殼表而中部垂立的區(qū)域荷載(
9、在外部壓力或內(nèi)部宜空時,數(shù)值為正數(shù))P4軸向或徑向方向上的線條荷載或區(qū)域荷載s在圓周方向上,在外売農(nóng)而中部上的線條荷菽n»nv軸向、環(huán)籀與剪力結(jié)果外殼薄膜(外表)上的軸向與環(huán)輸應(yīng)力(在斥縮 下為正數(shù))r外農(nóng)上的剪力(111)結(jié)構(gòu)猙數(shù)si, 2ax S.RX SJLKTSRK理想的翹曲應(yīng)力實際的翹曲應(yīng)力外殼的非雖綱細長度比縮減系數(shù)=實際翹llllhY力/屈服應(yīng)力注意:這里的F標S代表外殼翹曲(與DIN18 800第1部分 中的應(yīng)力相反).(112) 部分安全系數(shù)Ym阻力參數(shù)的部分安全系數(shù)Yf作用力的部分安全系數(shù)注意1: 丫“數(shù)值從條款2的第206項卜.獲取.注盤2: Y f數(shù)值從DIN
10、1S 800的第1部分獲取。14基本考廢(113) 要求除了 DIN18 800第1部分規(guī)泄的分析,應(yīng)當按照本標 準規(guī)定,對翹曲安全性進行分析,確定根據(jù)設(shè)計作用力得出 的飛要薄膜應(yīng)力不高丁相對應(yīng)的極限翹曲應(yīng)力.汪怠1: DIN 18 800笫1部分的子條款7.2.1與7.2.2規(guī)定了計算作用力的設(shè)計值.注總2: DIN18 800第1部分対外殼的極限狀態(tài)分析沒行特 別規(guī)定。在使用DIN18 800第1部分第748項規(guī)定的 故障標準時.無論檢査是否包括了芳曲應(yīng)力與薄膜應(yīng) 力,這都取決是否需耍平衡以及是否只發(fā)生一次還 是發(fā)生了多次.相關(guān)的專業(yè)標準提供了一些指導(dǎo)方針。 KTA實跋標準中的3401.2
11、規(guī)定了 “應(yīng)力類別”細節(jié)。(114) 確定實際翹曲應(yīng)力實際翹曲應(yīng)力一般按以卜皓況確定。財提條件是使用 了外殼類型的Q門支撐.以及符介條款3規(guī)立的容許偏墊。 在分析中,允許翹曲荷載的減小出現(xiàn)容許偏笙(由于支撐物 筆克禪度的正常變化),但是支撐物的彈件或基礎(chǔ)沉降應(yīng)當 沒燈不規(guī)律現(xiàn)彖。(115) 簡化方法外殼翹曲的簡化安全性分析可以適用平板,不考慮 曲率,但是應(yīng)考慮支撐條件以及外表上的應(yīng)力結(jié)果。2、翹曲安全性分析的步驟(201) 理想的翹曲應(yīng)力應(yīng)當通過條款4至7的公式獲得理想的翹1111應(yīng)力 J s“ a. s” 如果可以確定明確臨界翹曲形式(即用低特征 值下的結(jié)果).那么還可以通過介適的計算方法(
12、例如冇限的 要索方法),確定這些應(yīng)力。注總:使用經(jīng)典的線性翹曲理論,町以確定出條款4至7 的公式.計粥時.外売應(yīng)力狀態(tài)越足粘確(在翹曲之 llij).那么數(shù)值會越小.這樣的需求并不需要使用, 這是人I為這些總界以及根據(jù)標準獲得的理想翹曲應(yīng) 力叢山第204項的縮減系數(shù)造成的。(202) 非量綱細長度便用公式至,可以從理想的翹曲應(yīng)力得出非盤綱 細長度亍s。(1)(2)(3)注意:這里便用的非就綱細長度與斥縮和彎曲狀態(tài)(X k與 XNI)卜的線性構(gòu)件非試綱細氏度和對應(yīng)。在DIN18 8OO 第2部分和DIN18 800第3部分中的非就綱板塊細氏度 亍P汗個與廉先DASlRichMmie013中的非示
13、綱細長度 亍s相同。DIN 18800第四部分#4 DIN 18800第阿部分DIN 18800第四部分#DIN 18800第四部分7(203) 實際翹曲應(yīng)力應(yīng)當將縮減系數(shù)x確定為匸$的應(yīng)變啟。根據(jù)公式(4)至 (6)實P1;翹曲應(yīng)力cx SJLK'% SJCK* TsRK町以通過將這匹系數(shù) 乘以特征屈服應(yīng)力得到.°XS.KK=X * 如(4)其中:x=f(A.sx)O. S.JLK=X fyl(5)其中:X=f(X $Q )fyk3萬(6)其中0“)注意:卜.述步驟中使用了屈服應(yīng)力的縮減系數(shù)(非戢綱細度 度半的應(yīng)變雖).該步驟符合檢金其它鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性(見 DIN18 800
14、第23部分)的步驟。(204) 縮減系數(shù)應(yīng)當通過公式(7)或(8),得出縮減系數(shù)x,作為外殼與荷枚悄況(見了條款43. 5.4、6.3打7.3)的應(yīng)變雖。在翹曲惜況下.其外売屬丁正常的缺陷敏感度:wo 4:xi=l(7a)0.4<ks<12:Xi=1.274-0 686Xs(7b)L2WTsXi=0.65/ X s(7c)在翹曲情況下,梵外殼屈丁高度的缺陷敏感度:亍 sW025:x:=l(8a)0.25<Xs1.0:x2=1.233-0 933ks(8b)1.0 VsWL5:x2=O.3/x|(8c)1.5 <XS:X2=O.2/x$(8d)圖2:縮減系數(shù)匚作為八的應(yīng)變
15、量注盤:縮減系數(shù)亍包括了兒何打纟占構(gòu)缺陷、以及非彈性材料 彳亍為(見第105項的說明)的效果。缺陷敏感度的簽并取 決丁外殼類空和荷戦愴況,IE H.足由于系數(shù)x宀X:的幅 度墨異造成的。(205) 極限翅曲應(yīng)力應(yīng)當通過公式(9)至)得出極限翅曲應(yīng)力:SSJldMOxSJU:/ Y M(9)SJUc / Y M(10)SrFtsq/ Ym)約取r 1(206)項。(206) 阻力的部分安全系數(shù)應(yīng)當通過公式(12)與(13X作為外殼類熨與荷戰(zhàn)惜況的因 數(shù))得到部分安全系數(shù)丫與丫血、"|外殼具冇正常的缺陷敏感度時.可以使用X】得到實際 翹曲應(yīng)力:Ymi=1 1(12)當外克具右很大的缺陷墩
16、感度時,可以使用X2得到實際翹曲 應(yīng)力:Xs025: vM2=l 1(13a)0.25<Zs<2.00. y m: =1.1(1*0.318 Zs2> ) (13b)ks200: Vm2=1 45(13c)注總:丫垮慮到了中等長度薄唯圓柱與圓錐中實驗性翹曲 荷我(取決丁常雖軸向或徑向壓縮)的離散悄況以及薄堅 球那(取決丁常雖外界爪力:圖2中的X2曲線便是基丁這 種樂力)的離散借況.山此類外邇類空的翹曲后行為 以及展終造成的高度缺陷敏感性,造成離散結(jié)果.在些悄況下,如果町以避免上述翹曲后行為與高度缺 陷敏感性(例如:任縱梁加筋岡柱或軸向壓縮下短柱的狹窄 跨度).那么可以得出較小
17、的Y”數(shù)值.(207) 檢査根爭荷找悄況,應(yīng)當可以進行以下-個或幾個檢査:(14) axS.R.d-_W1(15)av$.R.d1(16)"Rd其中:山丁設(shè)計作用力(根據(jù)彈性理論斜到),5®和T是外 表中匝要的壓縮力與剪力.(208) 組合荷載分析如果外農(nóng)中冇-個以上(共三種)類型的壓力負責產(chǎn)生翹 曲(即軸向或徑向上的壓縮、圓周壓縮與剪切),那么各個應(yīng) 力檢代石,W為根擁取嬰的溥脫應(yīng)力與相怔公式(見子條款 4.5、5-6、6.5與7.5),在組合荷載下檢査.3、容許偏差(301) 亦木標準中的實際翅曲應(yīng)力只適用丁以下惜況:實際尺寸 符合第302項至304項中的容許偏杲,并進
18、行隨機檢査. 注意:通常惜況卜,所給出的容許偏/一般不適J:作為與缺 陷相關(guān)的假設(shè)的依據(jù)。(302) 陷窩初始深度陷窩初始深度&不應(yīng)該大丁計城長度的1% (比較 圖3)注意2:對F圓錐外殼.在圓周平面中定位計雖長度.然后 在圓周方向上進彳j測雖。但是,可以測雖與經(jīng)線釦工的tv(見 圖4):圖4:在圓錐外殼中陷窩初始深度中,圓周方向上的測量DIN 18800第四部分#DIN 18800第四部分#a) 任何一個方向上的球體外殼:lmK=4VRtb) 徑向方冋上的圓柱與関錐外殼:ln«=4VrTc) 圓周方向上的圓柱與岡錐外殼:(17)(18)(19a)(19b)(303)非圓度非
19、鳳度U必須符合公式(20).U=2max d-mm d jqq maxd+mindW zul U對J:所冇的外殼類空而言,計厳長度不得超過2000亳(20)其中max d與max在指測就出來的最大與呆小直能(見 圖5)而zulU可以根據(jù)公式(21)得出,指允許范田內(nèi)的非 圓度。zulU對不長T 500 米(22)而說,是2.0%的d,對等 F或長r 1250亳米(21b)而言.指0.5%的doDIN 18800第四部分#a)b)圖勻非圓度的測量米,焊接點之間最多500毫米。應(yīng)片通過線性內(nèi)插法來得出500亳米至1250臨;KZ何 的d數(shù)值DIN 18800第四部分#DIN 18800第四部分9c
20、)d)圖3:陷窩初值深度的測量注意1:根抵球體與呵柱(在外部壓力lmK與lm下)以及圓柱 (金軸向壓縮力卜)的臨界翹曲后的尺寸,迭擇計嚴長 度。(304)偏心率在與壓力方向垂育的外殼壁h,在結(jié)點上的偶然僞心率 e應(yīng)當?shù)扔诨蛐-02,最大值為3毫米(22).毎”方向DIN 18800第四部分#DIN 18800第四部分#圖6:偏心率DIN 18800第四部分#6 DIN 18800 第PI部分DIN 18800第四部分11(305)超出容許偏差的陷窩初始深度teflF替換“便用公式(24):如果陷空初始深度不符介第302項至304項規(guī)定的容許teff=t-0.5 At(24)偏崔 那么應(yīng)X另外
21、對拉直或咅英它規(guī)宦的必要性進廳調(diào) 梵中:注意:在決定進行拉1KZ冰應(yīng)當記住.實際上這會出現(xiàn)其它的殘余應(yīng)力。還應(yīng)當考電允許應(yīng)力的程度。如果有任At指壁厚與相關(guān)產(chǎn)品標準中規(guī)定的額定片度之間的貯 對照規(guī)定的般小堅厚的翹曲,檢直瑕小壁號的鋼板(屛仃何疑問那么猊議應(yīng)十向負責結(jié)構(gòu)分析的人員或機構(gòu)進 行咨詢.如果陷空初始深度沒仃超過規(guī)泄容許偏基的兩倍而11DIN50049檢査證節(jié)A、B或C)的安全性。4、常童壁厚的柱形殼體4.1符號與支撐條件分析時.通過公式(23)卸出減小的縮減系數(shù)red.那么沒冇(401) 幾何豔數(shù)必耍按特別的規(guī)定進行。rcdx=x 1-賓2_1)fbrX$<1.5或 redx=x
22、(L5-0.5*mforZs1.5(23a)(23b)1圓柱長度r 圓柱表面中部的半徑注意:除了簾址璧厚,曲提條件還有任何一點(例如:連接 點)郁沒有設(shè)計壁階。第514項的近似值方法可以處理 帶有搭接處的圓柱.英中:x是縮減系數(shù),可以通過公式(7)或進行.Zul是允許的陷窩初始除度(見第302項).允許的非圓度(見小303項)或允許的偏心率(見第304項)brh指實際的陷塚初始滋度、實際上圓度或斤實加的偏心率(zul 2WvoTh a<2 zual a)0如果在任何一個時候有一個以上的缺陷大丁規(guī)定的容 許偏墾,那么可以充分地石慮超出公式(23)規(guī)宦容許偏墾的 缺陷.注意:公式(23)保守
23、地估計r實際翹曲應(yīng)力(山r過度的兒 何缺陷)的額外降低悄況。(402) 荷裁參數(shù)與翅曲應(yīng)力a) 軸向壓縮ax軸向壓縮應(yīng)力Oxs:理想的軸向翹曲應(yīng)力OxSJLK實際的軸向翹曲應(yīng)力b) 壞箍壓縮5環(huán)輸壓縮應(yīng)力理想的環(huán)撿翹曲應(yīng)力CeSJLK實際的環(huán)箍翹曲應(yīng)力C)剪力T剪力理想的剪力DIN 18800第四部分#DIN 18800第四部分#TS.RK實際的剪力(306)小于額定厚度的壁厚注盤:圖8至圖10表明了圓柱町能遇到兒個典世的應(yīng)務(wù).對于小F5毫米的樂厚t.應(yīng)當進行分析.用有效壁厚圖7:圓柱幾何與應(yīng)力下的部件8 DIN 18800第四部分| Pz2nrp6 = x2 k rta)統(tǒng)一的軸向簡較(例如
24、:山I:共存軸向壓力下的軸向壓縮)圖8:紬向壓第(見例)b)max °x n-r.t圓周方向卞的可變正茲軸向倚 我(例如:111T軸向彎曲)ax p(x)dxc)可變從向荷戟(例如:在地啻中)grnrmTHr=q r/ta)施加在圓柱唯卜.的統(tǒng)一的、動態(tài)半衛(wèi)的壓力(例如:山F徑向壓力或內(nèi)部良空)aq> =q(x) r/tb)在經(jīng)線方向上.施加在圓柱吐上的可變的、動 態(tài)平衡的壓力圖9:徑向壓力(見例)MT=2nr sT= n r max sV= n 廠 max sMt=2 n rsmaxa)山丁扭轉(zhuǎn)造成的統(tǒng)剪力b)由丁圓周方向的橫向荷我造成的可變正弦剪 力(為了清晰顯示,由邊緣處
25、軸向穹曲為了 獲祖平衡】造成的外農(nóng)軸向應(yīng)力被省'略了)。圖io:剪力(見例)DIN 18800第四部分9io DIN 18800第四部分(30)(25)(30)(25)圖12:軸向壓縮下的短圓柱(作為板塊)(403) 支撐條件必須劃清以下支撐條件(RB)的界線:a) RB1:徑向與軸向不可粋換的(對丁短圓柱而言,足限 制的)邊緣:b) RB2:徑向不町枠換,但軸向叮以獸換的狡鏈邊緣:c) RB3: 山邊緣注意1: “可以粋換”足指粋換與外殼邊緣.外殼邊緣與邊 緣(徑向)構(gòu)成的真實圓圈或真實圓圈的平面(軸向)相 關(guān)?!安豢商鎿Q”指不瞽換整個架構(gòu)。注意2:如果廉板或挑頂或?qū)Υ?見圖11
26、 a)至d)加同了 存儲箱,或者如果在分析相4加筋跨度(見圖11 f)時出 現(xiàn)了圓環(huán)加筋外殼,那么外殼可以視為在徑向上是不可 性換的。圓環(huán)加強筋的穩(wěn)定可以刃外進行驗證(見1)。注總3:半邊緣在加筋端板塊上同定或結(jié)介時,沒冇軸向帶 換(見圖lie)。4.2理想的翹曲應(yīng)力4.2.1軸向壓縮(404) 基本前提以下公式僅適用邊緣不能能向怦換的外応.注意:這并不影響分析DIN1S 800第2部分規(guī)定的橫向翹曲 安全性。(406) 普通圓柱軸向斥縮卜圓柱的理想翹1111應(yīng)力j st應(yīng)當通過公式Q6)得 出:(26)根據(jù)外住長度,系數(shù)Cx應(yīng)當按照第407或408項了以確總注意:對于統(tǒng)一軸向荷載下的圓柱而工
27、 公式(26)基丁經(jīng)典 的線性翹曲理論.(見圖8")(407) 短圓柱與較長圓柱刈丁公式(27)俺定的短圓柱與較氏圓柱,町以通過公式(28)進行計算*(27)(28)Ck還可以等丁統(tǒng)-數(shù)值。注意:公式(28)中系數(shù)Cx考電了在支撐RB2時,統(tǒng)一軸向 荷找卜短圓柱的理想翹曲應(yīng)力曲線向圖12中較璉寬矩 形板的理想翹曲應(yīng)力(與線性構(gòu)件的翹曲行為相似)的漸 進過渡.(408) 長圓柱對于公式(29)中確定的長圓柱,應(yīng)當通過公式(30)得出 系數(shù)cx.作為表1中支撐條件的應(yīng)變疑m(30)(25)-0 2(30)(25)(405) 無需分析符合公式(25)的圓柱無帝分析翹曲安全性。Cx不小丁 0
28、 6。(30)(25)DIN 18800第四部分#情況支撐條件的組合系數(shù)H1RB1RB162RB2RB133RB2RB21表1:明確長圓柱中理想軸向爛曲應(yīng)力的系效n注總:系數(shù)Cx是近似值.考慮了在從較長圓柱向線性構(gòu)件<7, - 0.92 Q EI(34)情況支撐條件 的紐合系數(shù)系數(shù)C;1RB1RB11.51.5+労豐2RB2RB11.251.25- i2 ?3RB2RB21.04RB3RB10.61.00.306+1 15RB3RB2當C等J:零時,町以得出-Si不考慮使用(36)的圓柱長度6RB3RB3喪2中的C;町以枠換為公式(34)中的Qu表2:系數(shù)C般與C;注總1:公式(34)基
29、經(jīng)典線性板塊翹曲理論其中関柱處J: 統(tǒng)一的徑向壓力下。過渡時的理想翹曲應(yīng)力縮小(根據(jù)經(jīng)典的線性翹曲理論 呦定)。(409) 長圓柱翹曲針對這里規(guī)疋的翹曲安全度以及DIN18 800第2部分規(guī) 崔的橫向翹曲安全性,對公式(2刃確泄的氏圓柱進疔分析。 無需考慮相互作用。注意:已經(jīng)間接考世了一憐作用的惜況,因為根據(jù)內(nèi)力 與力長,級埋論確定了雖大薄膜應(yīng)力 (長圓柱(例如 竹逍)不符介DIN18 800笫1部分第739項規(guī)定的標準, 而II需要分析公式14中的翹曲安全性)。(410) 很長的圓柱除了不分析第105項規(guī)定的翹曲安全性,在設(shè)計軸向壓 縮下.公式(31)確定的很氏的冏柱(例如管道)不盂耍分析。
30、Sk指根抑;DIN18 800第2部分的仃效K度。注總1:這并不影響DIN18 800第2部分規(guī)定的橫向翹曲安 全性。注總2:公式31是一種近似法將軸向壓縮憐道線性構(gòu)件的 阻力等同J DIN18 800第2部分(翹曲曲線)以及軸向爪 縮下和長圓柱(公式8可以得出縮減系數(shù)X:,此中根據(jù) 公式 30. Cx等 T* 0.6).(33)注意2:系數(shù)Cx考慮了統(tǒng)一徑向樂力下短圓柱的理想壞籀 翹曲W力曲線向圖13中長矩形板的理想翹曲應(yīng)力的漸 進過渡。圖13:環(huán)箍壓縮下的短圓柱(作為板塊)DIN 18800第四部分#(413)長圓柱4.2.2環(huán)箍壓縮(411)無需分析對丁公式(35)中確圧的長圓柱,應(yīng)當通
31、過公式(36)得出 理想翹曲應(yīng)力di CM(2.DIN 18800第四部分#山公式(32)確定的圓柱并不需耍翹曲安金分析。(32)(35)DIN 18800第四部分#o*s 產(chǎn) E(36)(412)短圓柱與較長圓柱公式(33)確定的短圓柱與較氏圓柱的理想翹曲應(yīng)力Jg 應(yīng)為通過公式(34)獲得.C.從農(nóng)2得到,作為支撐條件的應(yīng) 變血DIN 18800第四部分17DIN 18800第四部分#注意:根據(jù)經(jīng)典線性板塊翹曲理論,公式(36)考世了統(tǒng)一徑 向用力f的長圓柱向徑向荷儀f的圓環(huán)翹曲進n-過渡 的情況423剪力(414)基本假設(shè)以下公式僅適用丁帶邊緣但沒冇徑向枠換的外壺.43實際翹曲應(yīng)力(418
32、)基本前提第419項至421項的公式僅適用丁特定圓柱其外殼表面中 部與曜厚的比r/t不得大T 2500.注意:在此并沒有足夠的經(jīng)驗我明用J: r/t比率的縮減系數(shù) 可以 AT 2500=(415)無需分析公式(37)確泄的圓柱不需耍粗曲安全分析。-<0.67(37)(416)短圓柱與較長圓柱公式(38)確定的短圓柱與較氏圓柱中的理想翹曲應(yīng)力 血應(yīng)當通過公式(39)得出,其中Cr等于統(tǒng)一數(shù)值.丘8.7(38)tS1 =0 75Cr E(A-常(39)公式(39)還可以使用公式(40)中的C“,、3 / 3.5T05C-1+42(T)(7)(419) 軸向壓縮軸向壓縮的實際翹曲應(yīng)力6SRK應(yīng)
33、當為:OxSXK=X2 Ek(43)X2來n 丁公式(8),使用公式中的 心(420) 環(huán)箍壓縮環(huán)矗壓縮的實際翹曲應(yīng)力SSRK應(yīng)當為:OoS.HK=Xl S(44)其中X來自公式(7),使用公式(2)中的IS”(421) 剪力剪力"RK的實際翹曲應(yīng)力應(yīng)泊為:WrkF(45)V3其中&來自公式(7),使用公式中的s“(40)注總1:公式(39)基丁經(jīng)典的線性板塊翹曲理論,英中圓柱處丁統(tǒng)一的張力之下(見圖10a) 0注意2:公式(40)中系數(shù)G考慮了在支撐RB2時,統(tǒng)一軸向帳力下短圓柱的理想剪力翹曲應(yīng)力曲線向圖14中剪刀4.4作用效果(423)璽要的薄膜應(yīng)力第207項規(guī)定的分析應(yīng)
34、半基丁啟大薄膵應(yīng)力和注意:按照DIN18 800第】部分的規(guī)定,設(shè)計作用應(yīng)半一起 用于計算薄膜應(yīng)力。F餃鏈寬矩形板的理想翹Illi應(yīng)力的漸進過渡。(424)計算環(huán)箍壓縮的等同風力荷載根非表2的支撐條件,通過粋換圓柱匕的外部風力荷載, 確定6,并通過公式(46)得出圓柱惟上的統(tǒng)一、動態(tài)平衡斥 力。q=omax qM(46)圖14:剪力下的短圓柱(作為板塊)其中:max qw指最大風力斥力與如下所示:DIN 18800第四部分#DIN 18800第四部分193=0.46(47)(417)長圓柱公式(41)確定下,氏圓柱的理想翹曲應(yīng)力対應(yīng)十通過公式(42)獲得.為了考慮到風吸內(nèi)部打開或石通風的圓柱應(yīng)
35、卅對這些 圓柱進行分析,前提供是對壁施加統(tǒng)一、動態(tài)平衡的壓力(血 大值為0 6),此外通過公式(40)得出相等的風力荷輟。表2中的C作為支擰條件的應(yīng)變比注意:公式(46)使用了系數(shù)6考慮到公式(34)得出了理想環(huán) 箍應(yīng)力,前提是對圓柱墜施加統(tǒng)一的壓力,而且圖15 中,風力荷我下的環(huán)箍壓縮非統(tǒng)-分配會&致翹Illi的敏 感度下降.(425) 徑向壓力下很短的圓柱對公式(48)確定的很短的圓柱,或者圓環(huán)加筋圓柱加 強筋之間很窄的跨度.可以通過(49)得出q t(49)系數(shù)申應(yīng)半從表3得出。圖15:外部風力荷載(見例)表3,系數(shù)屮二半q 二j曲11/r屮1.56 *際0.85II+Mr/Ar
36、1.56 *際0.852-l/(1.567r7)1- l + (b +1.5677) t/AR3.121Ar二加強筋的檻截而而枳即沒仃仃效的外止區(qū)域(十邊緣在徑向上不可以松換時.鴿丁無限人)注意:公式(49)中的系數(shù)申考世r在很短的圓柱中,圓柱壁 上的壓力-部分是山邊緣或圓環(huán)加強筋直接維持的。DIN 18800第四部分214.5應(yīng)力組合4.5.1存有共同環(huán)箍壓縮和剪力的軸向壓縮(426) 相互作用的公式半軸向壓縮£共同存在環(huán)韓壓縮與剪力T時,除了按 照第207和423項進行個別檢査Z外,還應(yīng)當使用以卜公式 進行檢査。圖16:公式(50)所表示的相互作用注意:根據(jù)公式(50)進行檢件的
37、詢提條件是對丁対閉N柱頂端施加的軸向斥縮力來白統(tǒng)一的能向斥力.(427) 重要的薄膜應(yīng)力在公式(50)中,應(yīng)半祎換最大數(shù)值 Og和T,即使這些 應(yīng)力沒有在同一點出現(xiàn)。如果雖川衛(wèi)力發(fā)工在圓柱邊緣,而11K度1R筲J 0.101, 但是不超過0.16CV 応(C來自表2)(51)(見圖17),那么 在公式(50)中,這嘶要的薄膜應(yīng)力會被出現(xiàn)在剩下的自由 長度1-21R上的最大值所替代.對I-公式(35)確泄的K圓柱來說,可以在公式(50)中咎 換最大值,該值出現(xiàn)在自由長度(1 -2®中,處于長度r的圓 柱截面中(通過公式52得出).r=1.30 応(52)注總:公式(50)旨在防止應(yīng)力場
38、的聯(lián)合作用(I月為聯(lián)介作用會導(dǎo)致翹曲現(xiàn)彖),而不足規(guī)定巾獨的應(yīng)力保疔的縮 減應(yīng)力通過組介最大薄膜應(yīng)力得出的.但是如果這些應(yīng) 力受到邊緣的浮動影響,或者在長圓柱中,出現(xiàn)很大的 柑隔距離,那么這些瑕人值的組介就并不介理了,岡為 太保守了.該規(guī)定并不影響與第423項規(guī)定的單獨檢代相關(guān)的規(guī) 格。圖17:在短圓柱和較長因柱(町與長圓柱(b)上的組合薄膜應(yīng) 力(見例)4.5.2由于內(nèi)部壓力,存有共同環(huán)箍張力的軸向壓縮(428) 基本前提如果知道施加在圓柱岷上的內(nèi)力以及最終的環(huán)養(yǎng)拉力 檸定還存在軸向爪縮,那么只能考世第429項中規(guī)定的翹曲 荷戎增加效果。注意:任一些惜況下,應(yīng)十特別半心(例如散裝材料的荷載.
39、因為會出現(xiàn)連接現(xiàn)彖)。(429) 內(nèi)部壓力對于圓柱墜的效果對F公式(27)確定的短圓柱與絞長圓柱,而幾公式中 的非雖綱細長度大J' 0.7,那么在便用公式(43)計算實際翹曲 應(yīng)力Esrk、q時,通過將公式(53a)至(53c)的xqH換為X2, 可以允許施加任圓柱壁上的內(nèi)部壓力增加環(huán)籀張力適成的 翹曲荷投.s»W°7:x2q = x2(53 a)0.7<Xsx<l 0:I2-|O.38 -gr (l+l五sx黃先尹)® b)如果通過公式(28)中的Cx得出理想的軸向翹曲應(yīng)力或 者如果汝照第422項對平板進仃分析.那么x:q不側(cè)用短阿 柱。對尸
40、公式(29)的長圓柱而育,不得假設(shè)由r-iatt壁匕的 內(nèi)部壓力,增加了翹曲荷載。注意1:在靜液壓下,或花在封閉存儲箱或地啻中出現(xiàn)內(nèi)部 壓力,那么圓柱顒卜.會受到內(nèi)部樂力Q的作用力與 圓柱壁上受到的斥力方向相反。本標準的其它地方將其 宦義為正值。注總2:公式(53c)包倉了環(huán)箍張力的效果,與圓柱中鉆石形 缺陷的形成相反(這受到了彈性板塊翹曲的影響),同時 降低了鎭陷敏感度。具侑螺旋形彈性型性翹曲形式的 圓柱不具備上述效果的優(yōu)點。注總3:在按照木標準(見第113)進彳亍翹曲安全分析時,必須 使用DIN1S 800第1部分中規(guī)定的故障標準進行檢代.(430)軸向壓縮在計克取要薄膜應(yīng)力6時.可以考慮
41、在頂端受到壓力 時,出現(xiàn)在封閉圓柱內(nèi)的軸向張力(在內(nèi)部壓力卞)。(431)由于碘柱壁上的內(nèi)部壓力造成的長圓柱翹曲如果在內(nèi)部樂力Q下沒冇軸向張力,那么開放式長圓柱 (例如管道)應(yīng)肖被視為第409項中規(guī)定的線性構(gòu)件,詢提是 軸向用縮力等丁qF 詆這町能需耍巫腔在實際出現(xiàn)的軸 向力上。注意:半內(nèi)部壓力下的開放式符逍不穩(wěn)定時,臨界內(nèi)部樂力 等于頂端上的理論外部斥力,這會導(dǎo)致管道(作為線性 構(gòu)件)出現(xiàn)不穩(wěn)圧現(xiàn)彖。這會發(fā)生在非持續(xù)性爪力借道 上(例如彫脹環(huán)、密封管等)。稅定的風險只能通過軸向 張力來彌補,而幾當管道封閉時才會輪流發(fā)生.5、壁厚逐步增加的圓柱5.1符號與支撐條件(501)幾何參數(shù)對戸世厚逐步
42、增加的圓柱而第 通過類比和以卜符號, 使用第401項中的內(nèi)容:1壁號為陸厳的圓柱長度t, 圓筒的統(tǒng)一堆厚假設(shè)圓柱壁厚逐步增加(從上到卜)。按照504計算設(shè)計樂階的圓柱時,可以根據(jù)圓柱半徑的 平均值(502)荷載參數(shù)與翹曲應(yīng)力通過軸向與BI周方向上的壓縮類比,應(yīng)當使用笫402 項中的內(nèi)容.汪意:y-w逐步增加的岡柱而盲,卅沒仃規(guī)定剪力。(503)支撐條件以卜規(guī)泄僅適用沒仃能向位移的邊緣(在第403項下 的RBI RB2支撐條件),而U和互之間沒冇墾爪 注意:這里并不處理沒rrh iii邊的顒孚逐步増加的圓柱。應(yīng)當通過類比方法,使用壁厚為常量的圓柱規(guī)泄(見第403 項)。5.2設(shè)計壁階(504)以
43、下規(guī)定只適用于以下倩況:相鄰板塊何的設(shè)計墜階Z不大T表4中允許的設(shè)計璧階zulev。表4:允許的設(shè)計壁階zul ev環(huán)輸圧縮1.1 min t軸 向 壓 縮如果不增加翅曲荷儀.沒仃 共存內(nèi)部壓力或存在壓力0.5(max tmin t) 或 0.5 min t )如果増加翹曲荷我,存在共同內(nèi)部壓力(見公式53)0.5(max tmin t) 或 0.2 min t a))取墳小值注意:對丁軸向樂縮,設(shè)計壁階上的變化采用了偶然偏心率 的形式,而且應(yīng)當處于第304項規(guī)定的容差范鬧內(nèi).按 照類推法,使用第305項。見第514項中層次車父的圓柱(處丁軸向壓縮卜)。min/max t圖18:鄰近圓柱層次板
44、塊的設(shè)計壁階5.3理憑的翅曲應(yīng)力5.3.1軸向壓縮(505)統(tǒng)一壁厚的相同圓柱理想的軸向翹曲應(yīng)力血當按照4.2.1中的規(guī)定予以確定, 其中相爭圓柱的毎個口次的總長為1,以及統(tǒng)一璧厚呦丁切(506)短岡柱在按第422項,通過類比法,對半板分析短圓柱時,崗. 當考逐步增加的璧厚。DIN 18800第四部分23DIN 18800第四部分#(507) 長圓柱系數(shù)q應(yīng)半等公式(30)中的統(tǒng)一數(shù)值。(508) 長圓柱的通曲在按照第409項分析線性構(gòu)件的長圓柱時,應(yīng)肖考慮逐 步增加的樂厚。ln= lu=0.5(l-lo),如果 y<lol(54 b)通過取毎個Q次號璧的平均值,呦定理論上的堅厚64 f
45、 jtu.5.3.2環(huán)箍壓縮(509)構(gòu)成三層次的相等岡柱通過形成構(gòu)成三層次的相等圓柱(圖19b),確宦壞掘斥 縮。整頂靖層次的反度lo應(yīng)當延伸到下個層次的上層邊, 英磴片大丁最小磴片b的1.5倍,但足不包括一半以上的圓 柱總長。其它層次的長度應(yīng)當通過公式(54a)與(54b)得出:注意:應(yīng)肖按照以卜公式計算圖1%)中圓柱的VM。.其中口 大r i.5tP并大丁s5也+hto* 11+12 h+ t3 13) /U(54 a)(510)短圓柱與較長圓柱通過公式(56)得出短圓柱與較長圓柱在毎個層次上的理 想壞輸翹曲應(yīng)力這些圓柱的唯厚逐步增加,并通過公式(55) 予以確定。S噸(55)(56)使
46、用帶右三個層次(圖20)的相等圓柱的尺寸,確定系數(shù)pc圖19:壁厚逐步増加的圓柱(a)與包括三個層次的相等圓柱(b)注總:公式(56)說明了在堅厚逐步增加的圓柱中(墻璧哽到 理想的統(tǒng)一壓力陂),岡周方向上的壓縮應(yīng)力狀態(tài)根 據(jù)相等圓柱(包括三個層次)的經(jīng)典線性翹曲理論,確 定圧力,而且町以解粉為相等圓柱堅上(璧厚統(tǒng)一,理 論氏度為L,等丁理論壁厚UP,t*Tt0.并處丁餃邊 支撐條件)受到的理想翹曲壓力DIN 18800第四部分#0.33/ aio¥ Q131 020DIN 18800第四部分#4)人DIN 18800第四部分#圖20:系數(shù)4確定壁厚逐步增加的圓柱的理想環(huán)箍翹曲應(yīng)力(見
47、圖20c).DIN 18800第四部分25(58)(60)圖20 (結(jié)束)(511) 長圓柱關(guān)丁每個層次,應(yīng)當通過公式(58)計雋出酣7逐步增加 (由公式57確定)的長圓柱中的理想環(huán)施應(yīng)力(512) 長層次對丁公式(59)確定的長層次,應(yīng)肖通過公式(60)來計算(59)5.4實際翹曲應(yīng)力(513) 磁實際翹曲應(yīng)力應(yīng)半根據(jù)子條款4.3的規(guī)定計克。(514) 軸向壓縮下,重疊層次的圓柱對包倉邑略微圓錐口次(mm tmax "0.833(61).并帶焊接或螺絲擰緊的連接)的圓柱來說應(yīng)當使用公式(62)的“d 和分析軸向壓縮。red X: = x: (1 入 s/3 )min t inax
48、t(62 a)fork $xV1.5red x2 = x2 0.5 min t/max t(62 b)fork s»NL5如果率卜內(nèi)力0q適成環(huán)捕張力,那么在符介子條款4.5.2 規(guī)定時,可以將X"替換公式(62)中的X"圖21: 1:疊層次的圓柱注總:竝然將雨吾現(xiàn)彖作為一個很大的設(shè)計樂階(盡管符合 公式 61),但是e、.處 J - 1.0mint與 1.1 mmtZf»J.并II. 根巒衣4中的軸向壓縮,超出了所右允許的設(shè)汁堅階zul Z,而II根據(jù)第304項,是允許偏心率的兩涪.通過巫 吾部分的加筋效果達到:翹曲現(xiàn)彖不涇丁圓柱(統(tǒng)-顒 厚,而且偏心
49、率大于第305項公式中容差的兩倍),彌 補導(dǎo)致翹曲造成的應(yīng)力負面效果。55作用效果(515) 軸向上的重要薄膜應(yīng)力對于軸向壓縮來說,應(yīng)當根據(jù)最大薄膜壓縮應(yīng)力6,對 毎個層次按第207項進行分析。(516) 重要的薄膜環(huán)箍應(yīng)力對J環(huán)箍壓縮來說,應(yīng)'”1根擁公式(63)得出的薄膜應(yīng)力 ao*.對毎個層次按第207項進行分析。丄 max tj oQj(63)t其中:maxj拆將環(huán)撿壓縮乘以樂厚(將圓柱作為-個 整體).得出最大值.t指考慮過程中,層次中的壁厚.注意:當環(huán)撿用縮3(等幾)在軸向上變化時,公式(63) 指對抽彖包I曲統(tǒng)外部用力q*( J max n/rX見圖22) 進廳分析環(huán)箍壓
50、縮變化得越大,這種方法也就越安全. 持別足如果最大值位圜H甲:I:牧厚的部分仃關(guān)內(nèi)容 參見第201項第二句。DIN 18800第四部分27圖22:在環(huán)鰲壓縮下,壁厚逐步增加的圓柱所受到的包圍性統(tǒng)一外部壓力重要的薄膜應(yīng)力.同時應(yīng)力q與oj出現(xiàn)莊剩余的自由長度 IJrI-Iru:注意:通過類比法,還可以使用與第427項冇關(guān)的內(nèi)容。但 是,在可能出現(xiàn)多種層次組合的惜況下,處理共存薄脫 應(yīng)力(根據(jù)公式52,在吐厚逐步増加的長圓柱上)的簡化 方法。5.6.2由于內(nèi)部壓力.存有共同環(huán)箍張力的軸向壓縮 (521)應(yīng)當按照類比法使用子條款452的規(guī)定.DIN 18800第四部分#計算環(huán)箍壓縮的相尊風力荷皺DI
51、N 18800第四部分#(64)(65 a)With廣皿丸。屮4 咕+ 5 D介和formB=2.74 P(65 b)P見圖22注總:ii】b提供了在統(tǒng)外部壓力下.圓柱(逐步増加的唯乃)的近似圓周波數(shù).在計第環(huán)箍壓縮時.如果使用公式(46)將公式(64)得 出的b“來科換公式(47)得出的6A那么應(yīng)半通過類比法使 用第424項。o*=0.46(l±0.037mB)通過公式(65)得6、常量壁厚的錐形外殼6-1符號與支撐條件(601)幾何參數(shù)h圓錐高度1壁長n=r(x).ri.r2外殼表面中部的半徑圖23: 21錐幾何與應(yīng)力結(jié)果注總:本標準不處理樂厚逐步增加的閲儺外亞當非常短的圓柱處丁徑向用力下時,不適用第425項.a)經(jīng)線壓縮6經(jīng)線壓縮5.6應(yīng)力組合理想的經(jīng)線翹曲應(yīng)力561存有共同環(huán)箍壓縮和剪力的軸向壓縮6srk實際的經(jīng)線翹曲應(yīng)力(519)相互作用的公式b)環(huán)賽壓縮肖軸向用縮伴隨共同環(huán)籀斥縮時,應(yīng)肖使用公式(50)對環(huán)韓壓縮毎個層次進行檢何,此外還應(yīng)根據(jù)第207項或515項與516°Q$i理想的環(huán)箍翹曲應(yīng)力項,進行個別檢査。c)°©SJLK 剪力實際的環(huán)推翹曲應(yīng)力(520)熏要的薄膜應(yīng)力T剪力應(yīng)當在公式(50)中,
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