同时承受弯矩和剪力的工字形焊接梁考虑腹板屈曲后的强度承载力

《钢结构设计规范》对同时承受弯矩和剪力的工字形焊接组合梁的截面考虑腹板屈曲后强度的抗弯和抗剪承载力规定按下式计算

式中　m，V——梁同一截面上同时产生的弯矩和剪力设计值；计算时当V＜0.5Vu时，取V＝0.5Vu；当M＜Mf，取M＝Mf；

Mf——由梁两翼缘所承担的弯矩设计值；

Af1，h1——较大翼缘的截面积及其形心至梁中和轴的距离；

Af2，h2——较小翼缘的截面积及其形心至梁中和轴的距离；

Meu，Vu——考虑腹板屈曲后强度梁截面的抗弯和抗剪承载力设计值，分别见式（5.59）和式（5.57）。

式（5.61）是梁同一截面上的弯矩和剪力的相关公式。若作用的弯矩大了，则作用的剪力必须减小，反之亦然。公式说明了下述三点，分别示于图5.31中:

（1）当截面上的弯矩M小于或等于梁翼缘所能承受的弯矩Mf，则腹板可承受的剪力V＝Vu，如图5.31中的1—2线。

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图5.31m和V的相关曲线

（2）当截面上的剪力V等于或小于0.5Vu时，则梁截面可承受的弯矩M＝Meu，如图5.31中的3—4线。

图5.31中1点比较容易理解，因工字形截面主要依靠腹板抵抗剪力，故不用多说明。图5.31中2点则借助于下述理论分析结果，即当截面上的弯矩M＝My（My为边缘纤维应力等于钢材屈服强度时的弯矩）时，腹板可承受的剪力为Vy/（Vy＝fvyh0tw）或近似为V＝0.58Vy。现取为当V≤0.5Vu，M＝Meu。

（3）当V＞0.5Vu，说明M应较Meu为小；当M＞Mf时，V应小于Vu。图5.31中以一抛物线（2—3）表示M与V的相关曲线，此曲线的方程即为式（5.61）。

由上述的（1）～（3）点，归纳如下:

（1）考虑腹板屈曲后强度，可使腹板区格的抗剪承载力提高，即Vu＞Vcr。在一定的腹板高厚比h0/tw下，随着横向加劲肋间距a的缩小，可提高Vu（请思考何故?）。

（2）考虑腹板屈曲后强度，将使梁截面的抗弯承载力有所降低。设置横向加劲肋或改变横向加劲肋的间距a对屈曲后梁截面的抗弯承载力Meu不产生影响。

（3）考虑腹板屈曲后强度，应对所设计梁的若干个控制截面按式（5.61）进行承载能力的验算。控制截面在何处，由设计人员根据梁上荷载及横向加劲肋的设置等情况自行判断确定。一般情况下，可选择弯矩最大的截面、剪力最大的截面和弯矩和剪力相对都较大的截面。

（4）考虑腹板屈曲后强度，原则上除在支座处必须设置支承加劲肋外，跨中可根据计算不设或设横向加劲肋。但由于腹板高厚比通常都较大，为了运输和安装时保证构件不发生扭转等变形，对原可不设横向加劲肋的梁按构造需要设置横向加劲肋。此时，加劲肋间距不限定满足α≤2h0。