鋼結(jié)構(gòu)柱梁穩(wěn)定實(shí)用計(jì)算

第四章構(gòu)件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure1、軸心受壓構(gòu)件的整體和局部穩(wěn)定

2、受彎構(gòu)件的整體和局部穩(wěn)定

3、壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定和截面設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure4.1.1軸心受壓構(gòu)件的整體失穩(wěn)現(xiàn)象§4.1軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定無缺陷的軸心受壓構(gòu)件在壓力較小時(shí)，只有軸向壓縮變形，并保持直線平衡狀態(tài)。此時(shí)如果有干擾力（或荷載繼續(xù)加大）使構(gòu)件產(chǎn)生微小彎曲，當(dāng)撤去干擾力（或荷載），構(gòu)件將恢復(fù)到原來的直線平衡狀態(tài)，則此構(gòu)件處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)；若構(gòu)件不能恢復(fù)到原來的直線平衡狀態(tài)，則此構(gòu)件處于不穩(wěn)定平衡狀態(tài)。第四章構(gòu)件穩(wěn)定我們研究的內(nèi)容就是找出從穩(wěn)定平衡狀態(tài)過渡到不穩(wěn)定平衡狀態(tài)之間的臨界狀態(tài)，并將構(gòu)件控制在臨界狀態(tài)之內(nèi)，那么構(gòu)件就是穩(wěn)定的。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure4.1.2穩(wěn)定分類§4.1軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定穩(wěn)定分岔失穩(wěn)：屈曲后仍可承載（軸心受力構(gòu)件）不穩(wěn)定分岔失穩(wěn)：屈曲后不可繼續(xù)承載（壓彎構(gòu)件）躍越屈曲：薄壁殼體容易發(fā)生第四章構(gòu)件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure無缺陷的軸心受壓構(gòu)件（雙軸對(duì)稱的工型截面）通常發(fā)生彎曲失穩(wěn)，構(gòu)件的變形發(fā)生了性質(zhì)上的變化，即構(gòu)件由直線形式改變?yōu)閺澢问?，且這種變化帶有突然性。對(duì)某些抗扭剛度較差的軸心受壓構(gòu)件（十字形截面），當(dāng)軸心壓力達(dá)到臨界值時(shí)，穩(wěn)定平衡狀態(tài)不再保持而發(fā)生微扭轉(zhuǎn)。當(dāng)軸心力在稍微增加，則扭轉(zhuǎn)變形迅速增大而使構(gòu)件喪失承載能力，這種現(xiàn)象稱為扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)。截面為單軸對(duì)稱（T形截面）的軸心受壓構(gòu)件繞對(duì)稱軸失穩(wěn)時(shí)，由于截面形心和剪切中心不重合，在發(fā)生彎曲變形的同時(shí)必然伴隨有扭轉(zhuǎn)變形，這種現(xiàn)象稱為彎扭失穩(wěn)。軸心受壓構(gòu)件的三種整體失穩(wěn)狀態(tài)第四章構(gòu)件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure4.1.2無缺陷軸心受壓構(gòu)件的屈曲

理想軸心受壓構(gòu)件（1）桿件為等截面理想直桿；（2）壓力作用線與桿件形心軸重合；（3）材料為勻質(zhì)，各項(xiàng)同性且無限彈性，符合虎克定律；（4）構(gòu)件無初應(yīng)力，節(jié)點(diǎn)鉸支。1、彈性彎曲屈曲歐拉（Euler）早在1744年通過對(duì)理想軸心壓桿的整體穩(wěn)定問題進(jìn)行的研究，當(dāng)軸心力達(dá)到臨界值時(shí)，壓桿處于屈曲的微彎狀態(tài)。在彈性微彎狀態(tài)下，根據(jù)外力矩平衡條件，可建立平衡微分方程，求解后得到了著名的歐拉臨界力和歐拉臨界應(yīng)力。第四章構(gòu)件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure方程通解：臨界力：臨界應(yīng)力：歐拉公式：第四章構(gòu)件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructureNcr——?dú)W拉臨界力，常計(jì)作NEE——?dú)W拉臨界應(yīng)力，E——材料的彈性模量A——壓桿的截面面積——桿件長細(xì)比（=l0/i）i——回轉(zhuǎn)半徑（i2=I/A）m----構(gòu)件的計(jì)算長度系數(shù)l----構(gòu)件的幾何長度1、理想軸心受壓構(gòu)件彎曲屈曲臨界力隨抗彎剛度的增加和構(gòu)件長度的減小而增大；2、當(dāng)構(gòu)件兩端為其它支承情況時(shí)，通過桿件計(jì)算長度的方法考慮。第四章構(gòu)件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure實(shí)際結(jié)構(gòu)往往是非彈性的，有一定的撓度，有一定的荷載偏心。因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載能力的確定，應(yīng)該考慮幾何缺陷和力學(xué)缺陷對(duì)整體結(jié)構(gòu)做彈塑性二階分析。第四章構(gòu)件穩(wěn)定力學(xué)缺陷：初始應(yīng)力（殘余應(yīng)力），力學(xué)參數(shù)（彈性模量）幾何缺陷：初撓度，初偏心鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure4.1.3力學(xué)缺陷對(duì)軸心受壓構(gòu)件彎曲屈曲的影響1.殘余應(yīng)力的產(chǎn)生和分布規(guī)律A、產(chǎn)生的原因①焊接時(shí)的不均勻加熱和冷卻；②型鋼熱軋后的不均勻冷卻；③板邊緣經(jīng)火焰切割后的熱塑性收縮；④構(gòu)件冷校正后產(chǎn)生的塑性變形。B、測(cè)量采用鋸割法。第四章構(gòu)件穩(wěn)定C、殘余應(yīng)力對(duì)軸心受力構(gòu)件的影響強(qiáng)度：無影響剛度：降低穩(wěn)定承載力：降低鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure第四章構(gòu)件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure實(shí)際軸心受受壓構(gòu)件的的整體穩(wěn)定定計(jì)算軸心受壓構(gòu)構(gòu)件不發(fā)生生整體失穩(wěn)穩(wěn)的條件為為，截面應(yīng)力不不大于臨界界應(yīng)力，并考慮抗力力分項(xiàng)系數(shù)數(shù)R后，即為：：（4.23）（4.23）N——軸心壓力設(shè)設(shè)計(jì)值A(chǔ)——構(gòu)件毛截面面面積——軸心受壓構(gòu)構(gòu)件整體穩(wěn)穩(wěn)定系數(shù)，可根據(jù)表表4.4(a)和表4.4(b)的截面分類類和構(gòu)件長長細(xì)比，按按附錄7附表7.1—7.4查出。?——材料抗壓設(shè)設(shè)計(jì)強(qiáng)度第四章構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定定4.1.5實(shí)際軸心受受壓構(gòu)件的的穩(wěn)定承載載力計(jì)算方方法鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure圖4.2.12軸心受壓構(gòu)件的局部失穩(wěn)在外壓力作作用下，截截面的某些些部分（板板件），不不能繼續(xù)維維持平面平平衡狀態(tài)而而產(chǎn)生凸曲曲現(xiàn)象，稱稱為局部失穩(wěn)。局部失穩(wěn)穩(wěn)會(huì)降低構(gòu)構(gòu)件的承載載力。4.1.6軸心受壓實(shí)實(shí)腹構(gòu)件的的局部穩(wěn)定定第四章構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定定我國鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范用限制板板件寬厚比比的方法來來實(shí)現(xiàn)局部部穩(wěn)定的設(shè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure兩種準(zhǔn)則：一是使構(gòu)構(gòu)件應(yīng)力達(dá)達(dá)到屈服前前其板件不不發(fā)生局部部屈曲，即即局部屈曲臨界力力不低于屈服應(yīng)應(yīng)力；二是不允許構(gòu)構(gòu)件的局部失穩(wěn)穩(wěn)先于整體失穩(wěn)穩(wěn)發(fā)生。即局部失穩(wěn)的臨界界應(yīng)力不低于整整體失穩(wěn)臨界應(yīng)應(yīng)力的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。也也稱等穩(wěn)定性準(zhǔn)則。實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的板件應(yīng)滿足

式4.107轉(zhuǎn)變成對(duì)板件寬寬厚比的限值，，則變?yōu)椋?軸心受壓構(gòu)件局局部穩(wěn)定的計(jì)算算方法1.確定板件寬（高高）厚比限限值的準(zhǔn)則第四章構(gòu)件件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure將各種狀況的k、、代入，得到軸心受壓實(shí)實(shí)腹構(gòu)件的板件件的寬厚比限值值2.軸心受壓構(gòu)件板板件寬（高）厚厚比限值翼緣腹板（1）工字形截面第四章構(gòu)件件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure長細(xì)比：-250×8-250×12yyxx第四章構(gòu)件件穩(wěn)定翼緣腹板鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure（2）T形截面twh0翼緣熱軋T型鋼焊接T型鋼腹板（3）箱形截面第四章構(gòu)件件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure例4.1某焊接組合工字字形截面軸心受受壓構(gòu)件的截面面尺寸如圖所示示，承受軸心壓壓力設(shè)計(jì)值（包包括自重）N=2000kN，計(jì)算長度l0x=6m，l0y=3m，翼緣鋼板為火火焰切割邊，鋼鋼材為Q345，f=315N/mm2，截面無削弱，，試計(jì)算該軸心心受壓構(gòu)件的整整體穩(wěn)定性。-250×8-250×12yyxx第四章構(gòu)件件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure慣性矩：回轉(zhuǎn)半徑：1、截面及構(gòu)件幾幾何性質(zhì)計(jì)算長細(xì)比：-250×8-250×12yyxx截面面積第四章構(gòu)件件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure2、整體穩(wěn)定性驗(yàn)驗(yàn)算查表得：滿足整體穩(wěn)定性性要求。其整體穩(wěn)定承載載力為：截面關(guān)于x軸和y軸都屬于b類，第四章構(gòu)件件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure軸心受壓構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足強(qiáng)強(qiáng)度、剛度、整整體穩(wěn)定和局部部穩(wěn)定的要求。。設(shè)計(jì)時(shí)為取得得安全、經(jīng)濟(jì)的的效果應(yīng)遵循以以下原則。截面設(shè)計(jì)原則1.等穩(wěn)定性原則桿件在兩個(gè)主軸方向上的整體穩(wěn)定承載力盡量接近。因此盡可能使兩個(gè)方向的穩(wěn)定系數(shù)或長細(xì)比相等，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效果。2.寬肢薄壁在滿足板件寬厚比限值的條件下，使截面面積分布盡量遠(yuǎn)離形心軸，以增大截面慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑，提高桿件的整體穩(wěn)定承載力和剛度?！?.2實(shí)腹式軸心受壓壓構(gòu)件的截面設(shè)設(shè)計(jì)第四章構(gòu)件件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure4.制造省工在現(xiàn)有型鋼不能能滿足要求的情情況下，充分利利用工廠自動(dòng)焊焊接等現(xiàn)代化設(shè)設(shè)備制作，盡量量減少工地焊接接，以節(jié)約成本本保證質(zhì)量。選用能夠供應(yīng)的的鋼材規(guī)格。3.連接方便一般選擇開敞式式截面，便于與與其他構(gòu)件進(jìn)行行連接。軸心受壓實(shí)腹柱柱宜采用雙軸對(duì)對(duì)稱截面。不對(duì)對(duì)稱截面的軸心心壓桿會(huì)發(fā)生彎彎扭失穩(wěn)，往往往不很經(jīng)濟(jì)。軸軸心受壓實(shí)腹柱柱常用的截面形形式有工字形、、管形、箱形等等。第四章構(gòu)件件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure4.3.1實(shí)腹式截面選擇擇設(shè)計(jì)截面時(shí)，首首先要根據(jù)使用用要求和上述原原則選擇截面形形式，確定鋼號(hào)號(hào)，然后根據(jù)軸軸力設(shè)計(jì)值N和兩個(gè)主軸方向向的計(jì)算長度（l0x和l0y）初步選定截面尺尺寸。具體步驟驟如下：（2）求截面兩個(gè)主軸軸方向所需的回回轉(zhuǎn)半徑（1）確定所需的截面面面積。假定長細(xì)比，一般在50～100范圍內(nèi)，當(dāng)軸力力大而計(jì)算長度度小時(shí)，取較小值，反之之取較大值。如如軸力很小可取容許長細(xì)比比。根據(jù)及截面分類查得得值，按下式計(jì)算算所需的截面面面積A。第四章構(gòu)件件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure對(duì)于型鋼截面，根據(jù)A、ix、iy查型鋼表，可選選擇型鋼的型號(hào)號(hào)。對(duì)于焊接組合截面，根據(jù)截面的回回轉(zhuǎn)半徑（P339附表14）求截面輪廓尺寸寸，即求高度h和寬度b。如對(duì)組合工字形形截面表得（3）確定截面各板板件尺寸對(duì)于焊接組合截截面，由A和h、b，根據(jù)構(gòu)造要求求、局部穩(wěn)定和和鋼材規(guī)格等條條件，確定截面面所有其余尺寸寸。h0和b宜取10mm的倍數(shù)，t和tw宜取2mm的倍數(shù)且應(yīng)符合合鋼板規(guī)格，tw應(yīng)比t小，但一般不小小于4mm。第四章構(gòu)件件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure截面驗(yàn)算（1）強(qiáng)度驗(yàn)算N——軸心壓力設(shè)計(jì)值值；An——壓桿的的凈截截面面面積；；f——鋼材抗抗壓強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值值。（2）剛度度驗(yàn)算算壓桿長長細(xì)比比過大大在桿桿件運(yùn)運(yùn)輸、、安裝裝和使使用過過程中中易變變形，，故需需加以以限制制。第四章章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定定鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructureN——軸心壓壓力設(shè)設(shè)計(jì)值值，A——構(gòu)件毛毛截面面面積積，?———材料設(shè)設(shè)計(jì)強(qiáng)強(qiáng)度——軸心受受壓構(gòu)構(gòu)件整整體穩(wěn)穩(wěn)定系系數(shù)。。按不不同公公式計(jì)計(jì)算。。與截面類類型、、構(gòu)件長長細(xì)比比、所所用鋼鋼種有有關(guān)。。（3）整體體穩(wěn)定定驗(yàn)算算（4）局部部穩(wěn)定定驗(yàn)算算對(duì)于熱熱軋型型鋼截截面，，因板板件的的寬厚厚比較較大，，可不進(jìn)進(jìn)行局局部穩(wěn)穩(wěn)定的的驗(yàn)算算。翼緣腹板第四章章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定定鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure例4.3如圖所所示一一管道道支架架，其其支柱柱的設(shè)設(shè)計(jì)壓壓力為為N＝1600kN（設(shè)計(jì)計(jì)值）），柱柱兩端端鉸接接，鋼鋼材為為Q235，截面面無孔孔削弱弱，，試設(shè)設(shè)計(jì)此此支柱柱的截截面：：①用普通通軋制制工字字鋼，，②用熱軋軋H型鋼，，③焊接工工字形形截面面，翼翼緣板板為火火焰切切割邊邊。xxxxyyyyNN解：支支柱在在兩個(gè)個(gè)方向向的計(jì)計(jì)算長長度不不相等等故取取圖中中所示示的截截面朝朝向，，將強(qiáng)強(qiáng)軸順順x軸方向向，弱弱軸順順y軸方向向，這這樣柱柱軸在在兩個(gè)個(gè)方向向的計(jì)計(jì)算長長度分分別為為l0x=600cml0y=300cm第四章章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定定鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure1.初選截截面假定＝90，對(duì)于于熱軋軋工字字鋼，，當(dāng)繞繞軸x失穩(wěn)時(shí)時(shí)屬于于a類截面面當(dāng)繞軸軸y失穩(wěn)時(shí)時(shí)屬于于b類截面面。一、熱熱軋工工字鋼鋼查附表17.1得查附表17.2得需要的的截面面幾何何量為為第四章章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定定鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure由附表表中不不可能能選出出同時(shí)時(shí)滿足足A、ix、iy的型號(hào)號(hào)，可可適當(dāng)當(dāng)照顧顧到A、iy進(jìn)行選選擇，，試選選I56a，A＝135.38cm2、ix=22.01cm、iy=3.18cm.2、截面面驗(yàn)算算因截面面無孔孔削弱弱，可可不驗(yàn)驗(yàn)算強(qiáng)強(qiáng)度；；又因因軋制制工字字鋼的的翼緣緣和腹腹板均均較厚厚，可可不驗(yàn)驗(yàn)算局局部穩(wěn)穩(wěn)定，，只需需進(jìn)行行剛度度和整整體穩(wěn)穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算。。滿足要要求第四章章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定定鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure故整體體穩(wěn)定定性滿滿足要要求。。第四章章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定定附表17-2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure由于熱熱軋H型鋼可可以選選用寬寬翼緣緣的形形式，，截面面寬度度較大大，因因而長長細(xì)比比的假假設(shè)值值可適適當(dāng)減減小，，假設(shè)設(shè)=60，對(duì)寬寬翼緣緣H型鋼因因b/h>0.8，所以以不論論對(duì)x軸或y軸均屬屬類b截面。。1、初選選截面面二、熱熱軋H型鋼查附表17.2得需要的的截面面幾何何量為為第四章章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定定鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure由附表表4.2中試選選HW250×250×9×14A＝92.18cm2、ix=10.8cm、iy=6.29cm2、截面面驗(yàn)算算因截面面無孔孔削弱弱，可可不驗(yàn)驗(yàn)算強(qiáng)強(qiáng)度；；又因因軋制制鋼的的翼緣緣和腹腹板均均較厚厚，可可不驗(yàn)驗(yàn)算局局部穩(wěn)穩(wěn)定，，只需需進(jìn)行行剛度度和整整體穩(wěn)穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算。。故剛度度滿足足要求求第四章章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定定鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure故整體體穩(wěn)定定性滿滿足要要求第四章章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定定附表17-2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure假設(shè)＝60，組合合截面面一般般b/h>0.8不論對(duì)對(duì)x軸或y軸均屬屬b類截面。1、初選選截面面三、焊焊接工工字鋼鋼查附表17.2得需要的的截面面幾何何量為為第四章章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure查附表對(duì)工字形截截面根據(jù)h=23cm，b=21cm，和計(jì)算的A=92.2cm2，設(shè)計(jì)截面如下下圖。這一步，不不同設(shè)計(jì)者的差別別較大。估計(jì)的尺尺寸h、b只是一個(gè)參考，給給出一個(gè)量的概念念。設(shè)計(jì)者可根據(jù)據(jù)鋼材的規(guī)格與經(jīng)經(jīng)驗(yàn)確定截面尺寸寸。A=90cm2第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure因截面無孔削弱，，可不驗(yàn)算強(qiáng)度。。故剛度滿足要求（1）剛度和整體穩(wěn)定定驗(yàn)算2、截面驗(yàn)算第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure故整體穩(wěn)定性滿足足要求（2）局部整體穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算故局部穩(wěn)定性滿足足要求第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定附表17-2鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure由上述計(jì)算結(jié)果可可知，采用熱軋普普通工字鋼截面比比熱軋H型鋼截面面積約大大46％。盡管弱軸方向向的計(jì)算長度僅為為強(qiáng)軸方向計(jì)算長長度的1/2，但普通工字鋼繞繞弱軸的回轉(zhuǎn)半徑徑太小，因而支柱柱的承載能力是由由繞弱軸所控制的的，對(duì)強(qiáng)軸則有較較大富裕，經(jīng)濟(jì)性性較差。對(duì)于熱軋軋H型鋼，由于其兩個(gè)個(gè)方向的長細(xì)比比比較接近，用料較較經(jīng)濟(jì)，在設(shè)計(jì)軸軸心實(shí)腹柱時(shí)，宜宜優(yōu)先選用H型鋼。焊接工字鋼鋼用鋼量最少，但但制作工藝復(fù)雜。。比較上面三種截面面面積熱軋工字型鋼：A＝135.38cm2熱軋H型鋼：A=92cm2組合工字鋼：A=90cm2第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure軸心受力構(gòu)件小結(jié)結(jié)實(shí)腹式構(gòu)件和格構(gòu)構(gòu)式構(gòu)件格構(gòu)式構(gòu)件實(shí)軸和虛軸綴條和綴板軸心受力構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件強(qiáng)度（承載能力極限狀態(tài)）剛度（正常使用極限狀態(tài)）強(qiáng)度剛度（正常使用極限狀態(tài)）穩(wěn)定（承載能力極限狀態(tài)）軸心受力構(gòu)件的設(shè)設(shè)計(jì)第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)強(qiáng)度和剛度軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)強(qiáng)度計(jì)算1.截面無削弱2.有孔洞等削弱軸心受力構(gòu)件采用用螺栓連接時(shí)最危危險(xiǎn)凈截面的計(jì)算算軸心受力構(gòu)件的剛剛度計(jì)算（正常使使用極限狀態(tài)）第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure軸心受壓構(gòu)件的整整體穩(wěn)定無缺陷軸心受壓構(gòu)構(gòu)件的屈曲1、彈性彎曲屈曲2、彈塑性彎曲屈曲曲第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure力學(xué)缺陷對(duì)軸心受受壓構(gòu)件彎曲屈曲曲的影響1、殘余應(yīng)力影響下下短柱的－曲線殘余應(yīng)力對(duì)短柱應(yīng)應(yīng)力－應(yīng)變曲線的的影響是：降低了了構(gòu)件的比例極限限；當(dāng)外荷載引起起的應(yīng)力超過比例例極限后，殘余應(yīng)應(yīng)力使構(gòu)件的平均均應(yīng)力－應(yīng)變曲線線變成非線性關(guān)系系，同時(shí)減小了截截面的有效面積和和有效慣性矩，從從而降低了構(gòu)件的的穩(wěn)定承載力。σ=N/Aε0fyfpσrcfy-σrcABC第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure2、殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件件穩(wěn)定承載力的影影響fy0λ歐拉臨界曲線σcrxσcryσE僅考慮殘余應(yīng)力的柱子曲線lp第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure構(gòu)件幾何缺陷對(duì)軸軸心受壓構(gòu)件彎曲曲屈曲影響1、構(gòu)件初彎曲（初初撓度）的影響0.50v0=3mm1.0Ym/0v0=1mmv0=0ABB’A’有初彎曲的軸心受受壓構(gòu)件的荷載－－撓度曲線如圖，，具有以下特點(diǎn)：：①y和Y與0成正比，隨N的增大而加速增大大；②初彎曲的存在使壓壓桿承載力低于歐歐拉臨界力NE；當(dāng)y趨于無窮時(shí)，N趨于NEfy0λ歐拉臨界曲線對(duì)x軸僅考慮初彎曲的柱柱子曲線對(duì)y軸xxyyscr第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure實(shí)際軸心受壓構(gòu)件件的整體穩(wěn)定a、b、c、d四條柱子曲線鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure實(shí)際軸心受壓構(gòu)件件的整體穩(wěn)定計(jì)算算公式軸心受壓構(gòu)件整體體穩(wěn)定計(jì)算的構(gòu)件件長細(xì)比1、截面為雙軸對(duì)稱或或極對(duì)稱構(gòu)件2、截面為單軸對(duì)稱稱構(gòu)件3、單角鋼截面和雙角角鋼組合T形截面可采取簡(jiǎn)化化計(jì)算4、單軸對(duì)稱的軸心受受壓構(gòu)件在繞非對(duì)對(duì)稱軸以外的任意意軸失穩(wěn)時(shí)，應(yīng)按按彎扭屈曲計(jì)算其其穩(wěn)定性。第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure軸心受壓實(shí)腹構(gòu)件件的局部穩(wěn)定1均勻受壓板件的屈屈曲板在彈性階段的臨臨界應(yīng)力表達(dá)式為為：考慮塑性發(fā)展的臨臨界應(yīng)力表達(dá)式：：第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure2軸心受壓構(gòu)件局部部穩(wěn)定的計(jì)算方法法實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的板件應(yīng)滿足

我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范用限制板件寬寬厚比的方法來實(shí)實(shí)現(xiàn)局部穩(wěn)定的設(shè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。翼緣腹板工字形截面第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure1截面設(shè)計(jì)原則等穩(wěn)定性原則寬肢薄壁實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)制造省工連接方便2.截面選擇（2）求截面兩個(gè)主軸方方向所需的回轉(zhuǎn)半半徑（1）確定所需的截面面面積。假定長細(xì)比根據(jù)及截面分類查得值，按下式計(jì)算所所需的截面面積A。第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure對(duì)于型鋼截面，根據(jù)A、ix、iy查型鋼表，可選擇擇型鋼的型號(hào)（附附錄8）。對(duì)于焊接組合截面，根據(jù)截面的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)半徑求截面輪廓廓尺寸，即求高度度h和寬度b。（3）確定截面各板件件尺寸對(duì)于焊接組合截面面，由A和h、b，根據(jù)構(gòu)造要求、、局部穩(wěn)定和鋼材材規(guī)格等條件，確確定截面所有其余余尺寸。h0和b宜取10mm的倍數(shù)，t和tw宜取2mm的倍數(shù)且應(yīng)符合鋼鋼板規(guī)格，tw應(yīng)比t小，但一般不小于于4mm。第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure3截面驗(yàn)算（1）強(qiáng)度驗(yàn)算N——軸心壓力力設(shè)計(jì)值值；An——壓桿的凈凈截面面面積；f——鋼材抗壓壓強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值。。（2）剛度驗(yàn)驗(yàn)算第四章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructureN——軸心壓力力設(shè)計(jì)值值，A——構(gòu)件毛截截面面積積，?——材料設(shè)計(jì)計(jì)強(qiáng)度——軸心受壓壓構(gòu)件整整體穩(wěn)定定系數(shù)。。按不同同公式計(jì)計(jì)算。與與截面類型型、構(gòu)件長細(xì)細(xì)比、所用用鋼種有有關(guān)。。（3）整體穩(wěn)穩(wěn)定驗(yàn)算算（4）局部穩(wěn)穩(wěn)定驗(yàn)算算對(duì)于熱軋軋型鋼截截面，因因板件的的寬厚比比較大，，可不進(jìn)進(jìn)行局部部穩(wěn)定的的驗(yàn)算。。翼緣腹板第四章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure§4.4梁的整體體穩(wěn)定4.4.1梁整體穩(wěn)穩(wěn)定的概概念梁受橫向向荷載P作用，當(dāng)當(dāng)P增加到某某一數(shù)值值時(shí)，梁梁將在截截面承載載力尚未未充分發(fā)發(fā)揮之前前突然偏離離原來的的彎曲變變形平面面，發(fā)生生側(cè)向撓撓曲和扭扭轉(zhuǎn)，使梁?jiǎn)蕟适Ю^續(xù)續(xù)承載的的能力，，這種現(xiàn)現(xiàn)象稱為為梁的整體失穩(wěn)穩(wěn)，也稱彎扭失穩(wěn)穩(wěn)或側(cè)向失穩(wěn)穩(wěn)。圖4.4.1工字形截面簡(jiǎn)支梁整體彎扭失穩(wěn)第四章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructureXXYY11XXYY圖4.4.1工字形截面簡(jiǎn)支梁整體彎扭失穩(wěn)梁維持其其穩(wěn)定平平衡狀態(tài)態(tài)所承擔(dān)擔(dān)的最大大荷載或或最大彎彎矩，稱稱為臨界荷載載或臨界彎矩矩。第四章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定加大梁的的受壓翼翼緣或在在梁的受受壓翼緣緣加支撐撐可提高高梁的整整體穩(wěn)定定性。梁可以看看做是受受拉構(gòu)件件和受壓壓構(gòu)件的的組合體體。受壓壓翼緣其其弱軸為為1-1軸，但由由于有腹腹板作連連續(xù)支承承，（下下翼緣和和腹板下下部均受受拉，可可以提供供穩(wěn)定的的支承）），壓力力達(dá)到一一定值時(shí)時(shí)，只有有繞y軸屈曲，側(cè)向屈屈曲后，，彎矩平平面不再再和截面面的剪切切中心重重合，必必然產(chǎn)生生扭轉(zhuǎn)。。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure為保證梁梁不發(fā)生生整體失失穩(wěn)，梁梁的最大大壓應(yīng)力力不應(yīng)大大于臨界界彎矩Mcr產(chǎn)生的的的臨界壓壓應(yīng)力cr，并考慮慮分項(xiàng)系系數(shù)。4.4.2梁整體穩(wěn)穩(wěn)定實(shí)用用算法1.單向受彎彎梁（4.58）——梁上翼緣緣的最大大設(shè)計(jì)應(yīng)應(yīng)力；Mx——對(duì)強(qiáng)軸彎彎曲的最最大彎矩矩；Wx——按受壓翼翼緣確定定的毛截截面模量量；R——抗力分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)；；f——鋼材的抗抗彎強(qiáng)度度設(shè)計(jì)值值（=fy/R）；b——梁的整體體穩(wěn)定系系數(shù)第四章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure4.4.3雙軸對(duì)稱稱工字形形截面簡(jiǎn)簡(jiǎn)支梁純純彎作用用下的整整體穩(wěn)定定1．臨界彎彎矩（1）基本假假定1）彎矩作作用在最最大剛度度平面，，屈曲時(shí)時(shí)鋼梁處處于彈性性階段；；2）梁端為為夾支座座（不能能發(fā)生x,y方向的位位移，也也不能發(fā)發(fā)生繞z方向的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)（有有側(cè)向支支撐，可可發(fā)生繞繞x,y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)）；梁梁端截面面不受約約束，可可自由翹翹曲。3）梁變形形后，力力偶矩與與原來的的方向平平行(梁的變形形屬小變變形范圍圍)。圖4.4.1工字形截面簡(jiǎn)支梁整體彎扭失穩(wěn)第四章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure(4.50)雙軸對(duì)稱稱工字形形截面，，在純彎彎曲作用用下，梁梁整體失失穩(wěn)的臨臨界彎矩矩Mcr:第四章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定將It，Iw，E,G用具體的的數(shù)值代代入可得得。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure臨界應(yīng)力力:第四章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定將為為215N/mm2代入得梁梁整體穩(wěn)穩(wěn)定系數(shù)數(shù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure對(duì)于不同同強(qiáng)度的的鋼材（4.60）y=l1/iy——梁在側(cè)向向支點(diǎn)間間，截面面繞y-y軸的長細(xì)細(xì)比；l1——受壓翼緣緣側(cè)向支支承點(diǎn)間間距離（（梁的支支座處視視為有側(cè)側(cè)向支承承）；iy——梁毛截面對(duì)y軸的截面回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)半徑；A——梁的毛截面面面積；h、t1——梁截面全高、、受壓翼緣厚厚度；第四章構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原原理DesignPrinciplesofSteelStructure整體穩(wěn)定系數(shù)數(shù)b通用計(jì)算公式式：b——等效臨界彎矩矩系數(shù)；它主要考慮各各種荷載種類類和位置所對(duì)對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定系系數(shù)與純彎條條件下穩(wěn)定系系數(shù)的差異；；按附表15采用。（4.61）y=l1/iy——梁在側(cè)向支點(diǎn)點(diǎn)間，截面繞繞y-y軸的長細(xì)比；；l1——受壓翼緣側(cè)向向支點(diǎn)間距離離（梁的支座座處視為有側(cè)側(cè)向支承）；；iy——梁毛截面對(duì)y軸的截面回轉(zhuǎn)半徑徑；A——梁的毛截面面面積；h、t1——梁截面全高、、受壓翼緣厚厚度；b——截面不對(duì)稱修修正系數(shù)。雙軸對(duì)稱工字字形截面：b=0單軸對(duì)稱工字字形截面取值值見規(guī)范。第四章構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原原理DesignPrinciplesofSteelStructure當(dāng)算得的b>0.6時(shí)，考慮初彎曲、、加荷偏心及及殘余應(yīng)力等等缺陷的影響響，此時(shí)材料料已進(jìn)入彈塑塑性階段，整整體穩(wěn)定臨界界力顯著降低低，必須以’b代替進(jìn)行修正正。（4.62）軋制普通工字字鋼根據(jù)鋼號(hào)和側(cè)側(cè)向支承點(diǎn)間間的距離，其其b值直接由查表表得到，當(dāng)b值大于0.6時(shí)，也需要進(jìn)進(jìn)行修正。第四章構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原原理DesignPrinciplesofSteelStructure1）荷載的類型；；2）荷載的作用位位置；3）梁的側(cè)向剛度度EIy、扭轉(zhuǎn)剛度GIt、翹曲剛度EIω；4）受壓翼緣的自自由長度l1；5）梁的支座約束束程度。4.4.4影響梁整體穩(wěn)穩(wěn)定的因素及及增強(qiáng)梁整體體穩(wěn)定的措施施提高梁受壓翼翼緣的側(cè)向穩(wěn)穩(wěn)定性是提高高梁整體穩(wěn)定定的有效方法法。較經(jīng)濟(jì)合合理的方法是是設(shè)置側(cè)向支支撐，減少梁梁受壓翼緣的的自由長度。。1.影響梁整體穩(wěn)穩(wěn)定的因素2.增強(qiáng)梁整體穩(wěn)穩(wěn)定的措施1）增大受壓翼緣緣的寬度；2）在受壓翼緣設(shè)設(shè)置側(cè)向支撐撐；3）當(dāng)梁跨內(nèi)無法法增設(shè)側(cè)向支支撐時(shí)，宜采采取閉合箱形形截面；4）增加梁兩端的的約束提高其其穩(wěn)定承載力力。采取措施施使梁端不能能發(fā)生扭轉(zhuǎn)。第四章構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原原理DesignPrinciplesofSteelStructure補(bǔ)充.荷載種類、作作用位置及梁梁端和跨中約約束對(duì)梁的整整體穩(wěn)定影響響（1）荷載種類的的影響表4.3.1雙軸對(duì)稱工字字形截面簡(jiǎn)支支梁的彎扭屈屈曲系數(shù)荷載種類純彎作用均布荷載作用于形心集中力作用于形心k值MMMMM從純彎到均部部荷載作用再再到集中力作作用，梁的整整體穩(wěn)定能力力逐次提高。。（2）梁端和跨中中側(cè)向約束的的影響增加梁端和跨跨中側(cè)向約束束有利于提高高梁的臨界彎彎矩。第四章構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原原理DesignPrinciplesofSteelStructure（3）荷載作用點(diǎn)位位置的影響荷載作用在剪剪心之上（上上翼緣）加速速屈曲，不利利；荷載作用用在剪心之下下（下翼緣））延緩屈曲，，有利。梁發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)，作用在上上翼緣的荷載載P對(duì)彎曲中心產(chǎn)產(chǎn)生不利的附附加扭矩Pe，使梁的扭轉(zhuǎn)加加劇，助長梁梁屈曲，從而而降低了梁的的臨界荷載；；荷載作用在下下翼緣，附加加扭矩會(huì)減緩緩梁的扭轉(zhuǎn)變變形，提高梁梁的臨界荷載載。oePoeP第四章構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原原理DesignPrinciplesofSteelStructure4.4.6不需驗(yàn)算梁的的整體穩(wěn)定的的情況（1）H型鋼或工字字形截面簡(jiǎn)簡(jiǎn)支梁受壓壓翼緣自由由長度l1與其寬度b1之比不超過過下表所列列數(shù)值時(shí)。H型鋼或工字字形截面簡(jiǎn)簡(jiǎn)支梁不需需驗(yàn)算整體體穩(wěn)定性的的最大l1/b1值第四章構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure（3）對(duì)箱形截面面簡(jiǎn)支梁，，當(dāng)滿足h/b0≤6，且l1/b1≤95（235/fy）時(shí)結(jié)構(gòu)就就不會(huì)喪失失整體穩(wěn)定定。圖4.4.5箱形截面（2）有剛性鋪鋪板密鋪在在梁的受壓壓翼緣上并并與其牢固固相連接，，能阻止梁梁受壓翼緣緣側(cè)向位移移（截面扭扭轉(zhuǎn)）時(shí)。。第四章構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure例4-5：某簡(jiǎn)支梁，，焊接工字字形截面，，跨度中點(diǎn)點(diǎn)及兩端都都設(shè)有側(cè)向向支承，可可變荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值及梁梁截面尺寸寸如圖所示示，荷載作作用于梁的的上翼緣，，設(shè)梁的自自重為1.57kN/m，材料為Q235，試計(jì)算此此梁的整體體穩(wěn)定性。。[解]：步驟1判定是否要要進(jìn)行整體體穩(wěn)定的驗(yàn)驗(yàn)算梁受壓翼緣緣自由長度度l1＝6m，l1/b1＝600／27＝22＞16，因此應(yīng)計(jì)算算梁的整體體穩(wěn)定。第四章構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure步驟2計(jì)算梁的截截面幾何參參數(shù)梁截面幾何何參數(shù)：Ix=4050×106mm4，Iy＝32.8××106mm4A=13800mm2，Wx＝570×104mm3步驟3計(jì)算梁的最最大彎矩設(shè)設(shè)計(jì)值第四章構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure查表得：b=1.15；代入b計(jì)算公式得得：b=1.152＞0.6,需要修正，，b=0步驟4計(jì)算整體穩(wěn)穩(wěn)定系數(shù)步驟5校核梁的整整體穩(wěn)定故梁的整體體穩(wěn)定可以以保證第四章構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure受彎構(gòu)件在在荷載作用用下，當(dāng)荷載達(dá)到到某一值時(shí)時(shí)，梁的腹腹板和受壓壓翼緣將不不能保持平平衡狀態(tài)，，發(fā)生出平平面波形鼓鼓曲，稱為為梁的局部失穩(wěn)。梁的局部部穩(wěn)定問題題，其實(shí)質(zhì)質(zhì)是組成梁梁的矩形薄薄板在各種種應(yīng)力的作作用下的屈屈曲問題。?！?.6.2梁板件的局部穩(wěn)定定圖4.6.4局部失穩(wěn)現(xiàn)象受壓翼緣屈曲腹板屈曲第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure局部失穩(wěn)的后果：惡化工作條件，降降低構(gòu)件的承載能能力，動(dòng)力荷載作作用下易引起疲勞勞破壞。還可能因?yàn)榱簞偠榷炔蛔?，撓度過大大，影響正常使用用；鋼結(jié)構(gòu)表面銹銹蝕嚴(yán)重，耐久性性差。第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure4.6.2梁受壓翼緣的局部部穩(wěn)定翼緣板受力較為簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，按限制板件寬厚比的方法來保證局部部穩(wěn)定性。第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定強(qiáng)度計(jì)算考慮截面面塑性發(fā)展時(shí)：強(qiáng)度計(jì)算不考慮截截面塑性發(fā)展（x=1.0）時(shí)：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure梁腹板受力復(fù)雜，，厚度較小，主要要承受剪力，采用用加大板厚的方法法來保證腹板的局局部穩(wěn)定不經(jīng)濟(jì)，，也不合理。一般采用加勁肋的的方法來減小板件件尺寸，防止腹板屈曲。從而提高局部穩(wěn)定定承載力。4.6.3梁腹板的局部穩(wěn)定定橫向加勁肋主要防止剪應(yīng)力和和局部壓應(yīng)力作用用下的腹板失穩(wěn)；；縱向加勁肋主要防止彎曲壓應(yīng)應(yīng)力可能引起的腹腹板失穩(wěn)；短加勁肋主要防止局部壓應(yīng)應(yīng)力下的腹板失穩(wěn)穩(wěn)?？v向加勁肋橫向加勁肋短加勁肋第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure(p147)時(shí)，應(yīng)配置橫向加加勁肋；或按計(jì)算需要時(shí)，，應(yīng)在彎曲受壓較較大區(qū)格，加配縱縱向加勁肋。局部部壓應(yīng)力很大的梁梁，應(yīng)在受壓區(qū)配配置短加勁肋。（4）梁的支座處和上上翼緣受有較大固固定集中荷載處，，宜設(shè)置支承加勁勁肋。（3）第四章構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定4.梁腹板加勁肋設(shè)置置原則鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure壓彎構(gòu)件彎矩作用用平面內(nèi)失穩(wěn)——在N和M同時(shí)作用下，一開開始構(gòu)件就在彎矩矩作用平面內(nèi)發(fā)生生變形，呈彎曲狀狀態(tài)，當(dāng)N和M同時(shí)增加到一定大大小時(shí)則到達(dá)極限限狀態(tài)，超過此極極限狀態(tài)，要維持持內(nèi)外力平衡，只只能減小N和M。在彎矩作用平面面內(nèi)只產(chǎn)生彎曲屈曲。圖4.5.1壓彎構(gòu)件的整體體失穩(wěn)§4.5實(shí)腹式壓彎構(gòu)件件在彎矩作用平平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)計(jì)算4.5.1壓彎構(gòu)件整體失失穩(wěn)形式壓彎構(gòu)件彎矩作作用平面外失穩(wěn)穩(wěn)——當(dāng)構(gòu)件在彎矩作作用平面外沒有有足夠的支撐以以阻止其產(chǎn)生側(cè)側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時(shí)，構(gòu)件可能能發(fā)生彎扭屈曲而破壞，這種彎彎扭屈曲又稱為為壓彎構(gòu)件彎矩矩作用平面外的的整體失穩(wěn)。雙向壓彎構(gòu)件的的失穩(wěn)——同時(shí)產(chǎn)生雙向彎彎曲變形并伴隨隨有扭轉(zhuǎn)變形屬屬彎扭失穩(wěn)。第四章構(gòu)件件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure4.5.2單向壓彎構(gòu)件彎彎矩作用平面內(nèi)內(nèi)的整體穩(wěn)定確定壓彎構(gòu)件彎彎矩作用平面內(nèi)內(nèi)極限承載力的的方法可分為兩兩類，即：極限荷載計(jì)算方方法和相關(guān)公式方法。1.極限荷載計(jì)算法法采用解析法或數(shù)數(shù)值法直接求解解壓彎構(gòu)件彎矩矩作用平面內(nèi)的的極限荷載。解析法是在各種近似假假定的基礎(chǔ)上，，通過理論方法法求得構(gòu)件在彎彎矩作用平面內(nèi)內(nèi)極限荷載的解解析解。數(shù)值法可以求得單一構(gòu)構(gòu)件彎矩作用平平面內(nèi)極限承載載力的數(shù)值解，，可以考慮構(gòu)件件的幾何缺陷和和殘余應(yīng)力的影影響，適用于各各種邊界條件以以及彈塑性工作作階段，是最常常用的方法。2.相關(guān)公式計(jì)算法法即建立軸力和彎矩相關(guān)關(guān)公式來驗(yàn)算壓彎構(gòu)件件彎矩作用平面面內(nèi)的極限承載載力。目前各國國設(shè)計(jì)規(guī)范中壓壓彎構(gòu)件彎矩作作用平面內(nèi)整體體穩(wěn)定驗(yàn)算多采采用相關(guān)公式法法，利用邊緣屈服準(zhǔn)則，可以建立壓彎彎構(gòu)件彎矩作用用平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)計(jì)算的軸力和彎彎矩相關(guān)公式。。第四章構(gòu)件件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure規(guī)范規(guī)定單向壓壓彎構(gòu)件彎矩作作用平面內(nèi)整體體穩(wěn)定驗(yàn)算公式式為：（4.75）3.壓彎構(gòu)件彎矩作作用平面內(nèi)整體體穩(wěn)定的計(jì)算公公式a)冷彎薄壁型壓彎彎構(gòu)件和繞虛軸軸彎曲的格構(gòu)式式壓彎構(gòu)件b)實(shí)腹式壓彎構(gòu)件件和繞實(shí)軸彎曲曲的格構(gòu)式壓彎彎構(gòu)件（4.85）c)對(duì)于單軸對(duì)稱截截面壓彎構(gòu)件，，當(dāng)彎矩作用在在對(duì)稱軸平面內(nèi)內(nèi)且使較大翼緣緣受壓時(shí)，有可可能在較小翼緣緣或無翼緣一側(cè)側(cè)產(chǎn)生較大的拉拉應(yīng)力而出現(xiàn)破破壞。對(duì)于這種種情況，除按式式(4.85)計(jì)算外，還應(yīng)補(bǔ)補(bǔ)充如下計(jì)算第四章構(gòu)件件穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure（4.86）N——驗(yàn)算截面處的軸軸力A——壓彎構(gòu)件的截面面面積Mx——驗(yàn)算截面處的彎彎矩x——截面塑性發(fā)展系系數(shù)W1,x、W2x——最大受受壓纖纖維的的毛截截面模模量和和受壓壓較小小翼緣緣或無無翼緣緣端的的毛截截面模模量bmx---等效彎彎矩系系數(shù)第四章章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定定鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure1）懸臂臂構(gòu)件件和在在內(nèi)力力分析析中未未考慮慮二階階效應(yīng)應(yīng)的無無支撐撐框架架和弱弱支撐撐框架架柱mx=1.02）框架架柱和和兩端端支承承的構(gòu)構(gòu)件①無橫向向荷載載作用用時(shí)mx=0.65+0.35M1/M2，M1和M2是構(gòu)件件兩端端的彎彎矩。。∣M2∣＞∣M1∣。當(dāng)兩兩端彎彎矩使使構(gòu)件件產(chǎn)生生同向向曲率率時(shí)，，取同同號(hào)，，反之之取異異號(hào)。。②有端彎彎矩和和橫向向荷載載同時(shí)時(shí)作用用時(shí)使構(gòu)件件產(chǎn)生生同向向曲率率，mx=1.0；產(chǎn)生反反向曲曲率，，mx=0.85。有關(guān)mx取值，，規(guī)范范規(guī)定定如下下：③無端彎彎矩有有橫向向荷載載作用用時(shí)：mx=1.0。第四章章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定定鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure4.5.3實(shí)腹式式壓彎彎構(gòu)件件在彎彎矩作作用平平面外外的穩(wěn)穩(wěn)定計(jì)計(jì)算1、單向向壓彎彎構(gòu)件件彎矩矩作用用平面面外整整體穩(wěn)穩(wěn)定開口薄薄壁截截面壓壓彎構(gòu)構(gòu)件的的抗扭扭剛度度及彎彎矩作作用平平面外外的抗抗扭剛剛度通通常較較小，，當(dāng)構(gòu)構(gòu)件在在彎矩矩作用用平面面外沒沒有足足夠的的支撐撐以阻阻止其其產(chǎn)生生側(cè)向向位移移和扭扭轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)，構(gòu)構(gòu)件可可能發(fā)發(fā)生彎彎扭屈屈曲而而破壞壞，這這種彎彎扭屈屈曲稱稱為壓壓彎構(gòu)構(gòu)件彎彎矩作作用平平面外外整體體失穩(wěn)穩(wěn)。壓彎構(gòu)構(gòu)件彎彎矩作作用平平面外外整體體穩(wěn)定定計(jì)算算公式式規(guī)范規(guī)規(guī)定單單向壓壓彎構(gòu)構(gòu)件彎彎矩作作用平平面外外整體體穩(wěn)定定驗(yàn)算算公式式為：：（4.96）第四章章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定定鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructureN——驗(yàn)算截截面處處的軸軸力A——壓彎構(gòu)構(gòu)件的的截面面面積積Mx——計(jì)算構(gòu)構(gòu)件段段范圍圍內(nèi)(構(gòu)件側(cè)側(cè)向支支撐點(diǎn)點(diǎn)間)的最大大彎矩矩h——截面影影響系系數(shù)，，箱形形截面面取0.7，其他他截面面取1.0jy——彎矩作作用平平面外外的軸軸心受受壓構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)穩(wěn)定系系數(shù)，，對(duì)單單軸對(duì)對(duì)稱截截面應(yīng)應(yīng)考慮慮扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)效應(yīng)應(yīng)，采采用換換算長長細(xì)比比確定定jb——均勻彎彎曲的的受彎彎構(gòu)件件的整整體穩(wěn)穩(wěn)定系系數(shù)按按，對(duì)對(duì)工形形截面面和T形截面面的非非懸臂臂構(gòu)件件可按按受彎彎構(gòu)件件整體體穩(wěn)定定系數(shù)數(shù)的近近似公公式計(jì)計(jì)算(P117公式4-.63---67)；對(duì)閉閉口截截面取取1.0btx---計(jì)算彎彎矩平平面外外穩(wěn)定定的等等效彎彎矩系系數(shù)（4.96）第四章章構(gòu)構(gòu)件件穩(wěn)定定鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)原理理DesignPrinciplesofSteelStructure②所計(jì)算算段內(nèi)內(nèi)有端端彎矩矩又有有橫向向力作作用產(chǎn)生相相同曲曲率時(shí)時(shí)，tx=1.0；產(chǎn)生反反向曲曲率時(shí)時(shí)tx=0.851）在在彎矩矩作用用平面面外有有支承承的構(gòu)構(gòu)件，，應(yīng)根根據(jù)兩兩相鄰鄰支承承點(diǎn)間間構(gòu)件件段內(nèi)內(nèi)荷載載和內(nèi)內(nèi)力情情況確確定。。有關(guān)tx取值按按下列列方法法采用用①所計(jì)算算的段段內(nèi)無無橫向向荷載載作用用tx=0.65+0.35M2/M1③所計(jì)算算段內(nèi)內(nèi)無端端彎矩矩，但但有橫橫向力力作用用tx=1.0M1和M2是構(gòu)件件兩端端