实腹式压弯构件的稳定性-钢结构

开口薄壁截面压弯构件的抗扭刚度及弯矩作用平面外的抗弯刚度通常较小，当构件在弯矩作用平面外没有足够的支撑以阻止其产生侧向位移和扭转时，构件可能发生弯扭屈曲（弯扭失稳）而破坏，这种弯扭屈曲又称为压弯构件弯矩作用平面外的整体失稳。对两端简支的双轴对称实腹式截面的压弯构件，当两端受轴心压力和等弯矩作用时，在弯矩作用平面外的弯扭屈曲临界条件，根据弹性稳定理论，可由下式表达

式中　NEy——构件轴心受压时对弱轴（y轴）的弯曲屈曲临界力，即欧拉临界力；

Nωcr——绕构件纵轴的扭转屈曲临界力；

Mxcr——构件受对x轴的均匀弯矩作用时的弯扭屈曲临界弯矩。

图6.14　N/NEy—Mx/Mxcr的相关曲线

式（6.20）可根据Nωcr/NEy的不同比值绘出N/NEy和Mx/MXcr的相关曲线如图6.14所示。图中Nωcr/NEy＞1.0时，曲线上凸，且愈大愈凸，即构件弯扭屈曲承载力愈高。对于常用截面，Nωcr/NEy均大1.0，如偏安全地采用1.0，即NEy＝Nωcr则由式（6.20）可得一直线相关方程

在式（6.21）中用NEy＝φyAfy，Mxcr＝φbW1xfy代入，并引入非均匀分布弯矩作用时的等效弯矩系数βtx和抗力分项系数γR以及闭口（箱形）截面的影响调整系数η，可得《钢结构设计规范》规定的设计公式为

式中　φy——弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数；(www.xing528.com)

Mx——所计算构件段范围内（侧向支承之间）的最大弯矩；

η——截面影响系数，闭口（箱形）截面η＝0.7，其他截面η＝1.0；

φb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，可按附录3中的相应公式计算。为了设计上的方便，对工字形截面（含H型钢）和T形截面的非悬臂（悬伸）构件可按受弯构件整体稳定系数的近似公式详见附录3；

βtx——等效弯矩系数，应按下列规定:

（1）在弯矩作用平面外有支承的构件，应根据两相邻支承点间构件段内的荷载和内力情况确定:

1）所考虑构件段无横向荷载作用时；βtx＝0.65＋0.35M2/M1，M1和M2是在弯矩作用平面内的端弯矩，使构件段产生同向曲率时取同号，产生反向曲率时取异号，|M1|≥|M2|。

2）所考虑构件段内有端弯矩和横向荷载同时作用时:使构件段产生同向曲率时，βtx＝1.0；使构件段产生反向曲率时，βtx＝0.85。

3）所考虑构件段内无端弯矩但有横向荷载作用时:βtx＝1.0。

（2）弯矩作用平面外为悬臂的构件:βtx＝1.0。

式（6.22）虽是根据弹性工作状态按双轴对称截面的理论公式导得，但对弹塑性工作状态以及单轴对称截面同样适用。