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腹板区格抗剪承载力设计值考虑屈曲后强度

更新时间:2025-01-17 工作计划 版权反馈
【摘要】:图5.28腹板中的张立场作用考虑屈曲后强度的腹板抗剪承载力设计值的计算,一般采用两种方法。腹板屈曲后的后二个阶段的剪切强度设计值τu比τcr大,经济效益明显。图5.29中有竖直线区域为屈曲后强度。上述τu曲线或式是考虑屈曲后强度剪切承载力的下限,是一个近似公式,较张力带法得出的公式便于应用,但数值略低。

图5.28 腹板中的张立场作用

考虑屈曲后强度的腹板抗剪承载力设计值的计算,一般采用两种方法。一种是张力带法。在设有横向加劲肋的焊接组合钢梁中,腹板受剪屈曲后,沿一条对角线方向的腹板因受斜向压力而呈波浪鼓曲,不能继续承受斜向压力,另一对角线方向的腹板因薄膜张力作用而受拉,如图5.28所示。腹板张力带中拉力的水平分力和竖向分力由翼缘板和加劲肋承担,此时的梁犹如一桁架,翼缘板相当于桁架的上、下弦杆,横向加劲肋相当于竖腹杆,腹板的张力带相当于桁架的斜腹杆。腹板中薄膜张力的作用将增加腹板的抗剪强度,使其抗剪强度为屈曲强度和屈曲后强度两者之和,即Vu=Vcr+Vtf。张力带法计算结果较精确,但计算过程繁琐,适用于腹板同时有端部支撑加劲肋和中间横向加劲肋的情况,而且应满足加劲肋的间距a>h0,同时a还宜小于或等于3h0,a过大则所得结果将偏于保守。我国设计规范中未采用此法,因此关于张力带法在下面再作介绍。

另一种方法称为简化的超临界法。上一节中曾介绍腹板区格剪切屈曲的临界应力,共分成三段,即屈服阶段[式(5.39a)中已考虑抗力分项系数,因此已写成τcr=fv]、弹塑性屈曲阶段[式(5.39b)]和弹性屈曲阶段[式(5.39c)]。后二阶段的τcr都低于第一阶段,腹板的通用高厚比λs愈大,τcr降低愈多。腹板屈曲后的后二个阶段的剪切强度设计值τu比τcr大,经济效益明显。我国设计规范[4]中采用了这种提高τcr的超临界法,按不同通用高厚比直接给出了考虑屈曲后强度的τu计算公式如下:

当λs≤0.8时 

当0.8<λs≤1.2时 

当λs>1.2时 (www.xing528.com)

梁抗剪承载力设计值为

图5.29 τu和τcr曲线

式中,腹板通用高厚比λs见式(5.38)。图5.29给出了式(5.39)和式(5.57)所示τcr和τu的曲线,图中两种曲线都由三段组成,其分界点都是λs为0.8和1.2。图5.29中有竖直线区域为屈曲后强度。要注意的是当λs≤0.8即τu=fv时,无屈曲后强度。τu曲线中关键的一段是弹性屈曲阶段[式(5.57c)],它是一个根据数值计算结果得来的拟合函数,不是由理论推导得出的。中间段是过渡段,当上、下分界点确定后即可由直线的两点式得到。上述τu曲线或式(5.57)是考虑屈曲后强度剪切承载力的下限,是一个近似公式,较张力带法得出的公式便于应用,但数值略低。还要说明的是τu公式既适用于组合工字梁只在梁两端配置支承加劲肋、跨度中间不配置横向加劲肋时的情况,也同样适用于同时配置支承加劲肋和横向加劲肋时的情况。

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