單個構(gòu)件的承載能力-穩(wěn)定性

穩(wěn)定問題是鋼構(gòu)件的重點問題，所有鋼構(gòu)件都涉及到穩(wěn)定問題，是鋼構(gòu)件設(shè)計的重點與難點。本章將簡單講述鋼結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論的一般概念，為下序章節(jié)打基礎(chǔ)。穩(wěn)定：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定單個構(gòu)件的承載能力——穩(wěn)定性穩(wěn)定問題的一般特點軸心受力構(gòu)件的整體穩(wěn)定性實腹式和格構(gòu)式柱的截面選擇計算受彎構(gòu)件的彎扭失穩(wěn)壓彎構(gòu)件的面內(nèi)和面外穩(wěn)定性及截面選擇計算板件的穩(wěn)定和屈曲后強度的利用主要內(nèi)容：重點：軸心受力構(gòu)件、梁及拉彎、壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定計算。4.1穩(wěn)定問題的一般特點一、傳統(tǒng)的分類：1)分枝點（分岔）失穩(wěn)：特點是在臨界狀態(tài)時，結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）從初始的平衡位形突變到與其臨近的另一個平衡位形，表現(xiàn)出平衡位形的分岔現(xiàn)象。2)極值點失穩(wěn)：特點是沒有平衡位形的分岔，臨界狀態(tài)表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）不能繼續(xù)承受荷載增量。4.1.1失穩(wěn)的類別二、按屈曲后性能分類：1）穩(wěn)定分岔屈曲穩(wěn)定分岔屈曲4.1.1失穩(wěn)的類別2）不穩(wěn)定分岔屈曲不穩(wěn)定分岔屈曲4.1.1失穩(wěn)的類別3）躍越屈曲躍越屈曲4.1.1失穩(wěn)的類別二者的區(qū)別：一階分析：認為結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的變形比起其幾何尺寸來說很小，在分析結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）內(nèi)力時，忽略變形的影響。二階分析：考慮結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）變形對內(nèi)力分析的影響。同時承受縱橫荷載的構(gòu)件4.1.2一階和二階分析兩端鉸接的等截面軸心壓桿的屈曲臨界力為：對于其它支承情況：歐拉臨界應(yīng)力歐拉（Euler）臨界力——理想軸心壓桿彎曲屈曲臨界力根據(jù)右圖列平衡方程解得：歐拉臨界力：σ≤fp的情況時適用4.1.3穩(wěn)定極限承載能力有兩種方法可以用來確定構(gòu)件的穩(wěn)定極限承載能力：一、簡化方法：1）切線模量理論2）折算模量理論二、數(shù)值方法：1）數(shù)值積分法2）有限單元法1）穩(wěn)定問題的多樣性2）穩(wěn)定問題的整體性3）穩(wěn)定問題的相關(guān)性4.1.4穩(wěn)定問題的多樣性、整體性和相關(guān)性4.2軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性1.殘余應(yīng)力的測量及其分布A、產(chǎn)生的原因

①焊接時的不均勻加熱和冷卻；

②型鋼熱扎后的不均勻冷卻；

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。4.2.1縱向殘余應(yīng)力對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響B(tài)、殘余應(yīng)力的測量方法：鋸割法鋸割法測定殘余應(yīng)力的順序4.2.1縱向殘余應(yīng)力對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響實測的殘余應(yīng)力分布較復雜而離散，分析時常采用其簡化分布圖（計算簡圖）：典型截面的殘余應(yīng)力4.2.1縱向殘余應(yīng)力對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響2.從短柱段看殘余應(yīng)力對壓桿的影響以雙軸對稱工字型鋼短柱為例：殘余應(yīng)力對短柱段的影響4.2.1縱向殘余應(yīng)力對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響仍以忽略腹板的雙軸對稱工字鋼柱為例，推求臨界應(yīng)力：當σ>fp=fy-σrc時，截面出現(xiàn)塑性區(qū)，應(yīng)力分布如圖4.7(d)。柱屈曲可能的彎曲形式有兩種：沿強軸（x軸）和沿弱軸（y軸）,因此，臨界應(yīng)力為：4.2.1縱向殘余應(yīng)力對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響顯然，殘余應(yīng)力對弱軸的影響要大于對強軸的影響（k<1）。根據(jù)力的平衡條件再建立一個截面平均應(yīng)力的計算公式：聯(lián)立以上各式，可以得到與長細比λx和λy對應(yīng)的屈曲應(yīng)力σx和σy。4.2.1縱向殘余應(yīng)力對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響可將其畫成無量綱曲線，如右（c）：縱坐標是屈曲應(yīng)力與屈服強度的比值，橫坐標是正則化長細比。軸心受壓柱σcr－λ無量綱曲線4.2.1縱向殘余應(yīng)力對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響4.2.2構(gòu)件初彎曲對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響假定：兩端鉸支壓桿的初彎曲曲線為：式中：υ0—長度中點最大撓度。令:N作用下的撓度的增加值為y，由力矩平衡得:將式代入上式，得:具有初彎曲的軸心壓桿桿長中點總撓度為：根據(jù)上式，可得理想無限彈性體的壓力撓度曲線如右圖所示。實際壓桿并非無限彈性體，當N達到某值時，在N和N?v的共同作用下，截面邊緣開始屈服，進入彈塑性階段，其壓力—撓度曲線如虛線所示。具有初彎曲壓桿的壓力撓度曲線4.2.2構(gòu)件初彎曲對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響微彎狀態(tài)下建立微分方程：解微分方程，即得：所以，壓桿長度中點（x=l/2）最大撓度υ：具有初偏心的軸心壓桿4.2.3

構(gòu)件初偏心對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響其壓力—撓度曲線如圖：曲線的特點與初彎曲壓桿相同，只不過曲線過圓點，可以認為初偏心與初彎曲的影響類似，但其影響程度不同，初偏心的影響隨桿長的增大而減小，初彎曲對中等長細比桿件影響較大。有初偏心壓桿的壓力撓度曲線4.2.3

構(gòu)件初偏心對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響實際壓桿并非全部鉸接，對于任意支承情況的壓桿，其臨界力為：式中：lo—桿件計算長度；

μ—計算長度系數(shù)，取值見課本表4－3（p95）。4.2.4

桿端約束對軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的影響4.2.5

軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計算1.

軸心受壓柱的實際承載力實際軸心受壓柱不可避免地存在幾何缺陷和殘余應(yīng)力，同時柱的材料還可能不均勻。軸心受壓柱的實際承載力取決于柱的長度和初彎曲，柱的截面形狀和尺寸以及殘余應(yīng)力的分布與峰值。壓桿的壓力撓度曲線（彎曲屈曲）4.2.5

軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計算（彎曲屈曲）軸心受壓柱按下式計算整體穩(wěn)定：式中N

軸心受壓構(gòu)件的壓力設(shè)計值；

A

構(gòu)件的毛截面面積；

軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；

f

鋼材的抗壓強度設(shè)計值。4.2.5

軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計算（彎曲屈曲）2.列入規(guī)范的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)

3.軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)的表達式軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)4.2.6

軸心受壓構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)屈曲和彎扭屈曲軸心受壓構(gòu)件的屈曲形態(tài)除彎曲屈曲外(下圖a所示)，亦可呈扭轉(zhuǎn)屈曲和彎扭屈曲(下圖b，c所示)。軸心受壓構(gòu)件的屈曲形態(tài)彎曲屈曲：雙軸對稱截面（工字鋼）彎扭屈曲：單軸對稱截面（槽鋼，等邊角鋼）扭轉(zhuǎn)屈曲：十字形鋼結(jié)構(gòu)中常用截面的軸心受壓構(gòu)件，由于其板件較厚，構(gòu)件的抗扭剛度也相對較大，失穩(wěn)時主要發(fā)生彎曲屈曲；彎曲屈曲是確定軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定承載力的主要依據(jù)4.2.6

軸心受壓構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)屈曲和彎扭屈曲1.

扭轉(zhuǎn)屈曲十字形截面根據(jù)彈性穩(wěn)定理論，兩端鉸支且翹曲無約束的桿件，其扭轉(zhuǎn)屈曲臨界力，可由下式計算：

i0—截面關(guān)于剪心的極回轉(zhuǎn)半徑。引進扭轉(zhuǎn)屈曲換算長細比

z

：4.2.6

軸心受壓構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)屈曲和彎扭屈曲4.2.6

軸心受壓構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)屈曲和彎扭屈曲2.

彎扭屈曲單軸對稱截面開口截面的彎扭屈曲臨界力Nxz

，可由下式計算：NEx為關(guān)于對稱軸x的歐拉臨界力。引進彎扭屈曲換算長細比

xz：4.2.6

軸心受壓構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)屈曲和彎扭屈曲4.3

實腹式柱的截面選擇計算1.實腹式軸心壓桿的截面形式3.實腹式軸心壓桿的計算步驟

(1)假定桿的長細比；

(2)確定截面各部分的尺寸；

(3)計算截面幾何特性，按驗算桿的整體穩(wěn)定；

(4)當截面有較大削弱時，還應(yīng)驗算凈截面的強度；

(5)剛度驗算。

2、選擇原則(1)面積的分布應(yīng)適當遠離軸線----寬肢薄壁(2)兩個主軸方向的長細比應(yīng)盡可能接近--等穩(wěn)定；(3)便于與其他構(gòu)件連接(4)構(gòu)造簡便，制造省工(5)選用能夠供應(yīng)的鋼材規(guī)格等第四章單個構(gòu)件的承載能力—穩(wěn)定性（一）梁整體穩(wěn)定為提高強度和剛度Wnx和Inx盡可能大梁截面盡量高、寬太高太寬又會引起失穩(wěn)（1）當荷載較小時，偶有干擾，發(fā)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)，干擾撤去，變形恢復，梁是整體穩(wěn)定的。（2）當荷載增大，超過某一數(shù)值（臨界值），有側(cè)向干擾引起側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)，這時候，撤去干擾也不能恢復變形，梁是不穩(wěn)定的。4.4受彎構(gòu)件的彎扭失穩(wěn)4.4.1

梁喪失整體穩(wěn)定的現(xiàn)象4.4.2

梁的臨界荷載下面就下圖所示在均勻彎矩(純彎曲)作用下的簡支梁進行分析。說明臨界荷載的求解方法梁的微小變形狀態(tài)依梁到達臨界狀態(tài)發(fā)生微小側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)的情況來建立平衡關(guān)系。按照材料力學中彎矩與曲率符號關(guān)系和內(nèi)外扭矩間的平衡關(guān)系，可以寫出如下的三個微分方程：4.4.2

梁的臨界荷載解上述微分方程，可求得梁喪失整體穩(wěn)定時的彎矩Mx

，此值即為梁的臨界彎矩Mcr

4.4.2

梁的臨界荷載、、，則臨界彎矩PABCD1）

受壓區(qū)側(cè)向支承點長度，則臨界彎矩2）

影響梁整體穩(wěn)定的因素3）荷載性質(zhì)純彎曲時最低，其次是均布荷載，再次是集中力4）荷載作用位置荷載作用于上翼緣荷載作用于下翼緣5）與支座約束程度有關(guān)約束愈強，越大6）加強受壓翼緣比加強受拉翼緣更有效

加強受壓翼緣，越大提高整體穩(wěn)定最有效措施：2、加大其受壓翼緣寬度b。1、增加受壓翼緣側(cè)向支承來減小其側(cè)向自由長度。單軸對稱截面簡支梁(下圖)在不同荷載作用下的一般情況，依彈性穩(wěn)定理論可導得其臨界彎矩的通用計算公式：單軸對稱截面4.4.2

梁的臨界荷載保證梁不喪失整體穩(wěn)定，應(yīng)使梁受壓翼緣的最大應(yīng)力小于臨界應(yīng)力

cr

除以抗力分項系數(shù)

R

，即：取梁的整體穩(wěn)定系數(shù)

b為：有：4.4.3整體穩(wěn)定系數(shù)即：此式即為規(guī)范中梁的整體穩(wěn)定計算公式。由前面知：將Q235鋼的fy

=235N／mm2代入4.4.3整體穩(wěn)定系數(shù)得到穩(wěn)定系數(shù)的近似值為：對于屈服強度fy

不同于235N／mm2的鋼材，有：4.4.3整體穩(wěn)定系數(shù)對于單軸對稱焊接工字形截面簡支梁的一般情況，梁整體穩(wěn)定系數(shù)

b的計算公式可以寫為如下的形式：式中

b

工字形截面簡支梁的等效彎矩系數(shù)；

b

截面不對稱影響系數(shù)：雙軸對稱工字形截面取

b=0，加強受壓翼緣的工字形截面取

b=0.8(2

b

1)，加強受拉翼緣的工字形截面取

b=2

b

1；

b=I1/(I1+I2)，I1和I2分別為受壓翼緣和受拉翼緣對y軸的慣性矩。4.4.3整體穩(wěn)定系數(shù)上述公式都是按照彈性工作階段導出的。對于鋼梁，當考慮殘余應(yīng)力影響時，可取比例極限fp=0.6fy

。因此，當

cr>0.6fy

，即當算得的穩(wěn)定系數(shù)

b>0.6時，梁已進入了彈塑性工作階段，其臨界彎矩有明顯的降低。此時，應(yīng)按下式對穩(wěn)定系數(shù)進行修正：

b

=1.07-0.282/

b

1.0

進而用修正所得系數(shù)

b

代替

b作整體穩(wěn)定計算。

4.4.3整體穩(wěn)定系數(shù)4.4.4整體穩(wěn)定系數(shù)

b值的近似計算對于受均布彎矩(純彎曲)作用的構(gòu)件，當

y

120(235/fy)1/2時，其整體穩(wěn)定系數(shù)

b

可按下列近似公式計算：1．工字形截面

雙軸對稱時：

單軸對稱時：2.T形截面(彎矩作用在對稱軸平面，繞x軸)

彎矩使翼緣受壓時：

雙角鋼組成的T形截面剖分T型鋼板組成的T形截面彎矩使翼緣受拉且腹板寬厚比不大于時4.4.4整體穩(wěn)定系數(shù)

b值的近似計算4.4.5

整體穩(wěn)定性的保證符合下列任一情況時，不必計算梁的整體穩(wěn)定性。1．有鋪板(各種鋼筋混凝土板和鋼板)密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連接，能阻止梁受壓翼緣的側(cè)向位移時；2．H型鋼或工字形截面簡支梁受壓翼緣的自由長度l1與其寬度b1之比不超過下表所規(guī)定的數(shù)值時側(cè)向有支撐點的梁鋼號跨中無側(cè)向支撐點的梁跨中受壓翼緣有側(cè)向支撐點的梁無論荷載作用于何處荷載作用在上翼緣荷載作用于下翼緣Q23513.020.016.0Q34510.516.513.0Q39010.015.512.5Q4209.515.012.0H型鋼或工字形截面簡支梁不需計算整體穩(wěn)定性的最大l1/b1值4.4.5

整體穩(wěn)定性的保證3．箱形截面簡支梁，其截面尺寸滿足h／b0≤6，且l1／b0不超過95(235/fy)時，不必計算梁的整體穩(wěn)定性。箱形截面梁4.4.5

整體穩(wěn)定性的保證對于不符合上述任一條件的梁，則應(yīng)進行整體穩(wěn)定性的計算。在最大剛度主平面內(nèi)彎曲的構(gòu)件，應(yīng)按下式驗算整體穩(wěn)定性：在兩個主平面內(nèi)受彎曲作用的工字形截面構(gòu)件，應(yīng)按下式計算整體穩(wěn)定性：4.4.5

整體穩(wěn)定性的保證4.5

壓彎構(gòu)件的面內(nèi)和面外穩(wěn)定性及截面選擇計算

4.5.1

壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性1.

壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的失穩(wěn)現(xiàn)象壓彎構(gòu)件的M-υ曲線2.在彎矩作用平面內(nèi)壓彎構(gòu)件的彈性性能對于在兩端作用有相同彎矩的等截面壓彎構(gòu)件，如下圖所示，在軸線壓力N和彎矩M的共同作用下等彎矩作用的壓彎構(gòu)件4.5.1

壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性取出隔離體，建立平衡方程：求解可得構(gòu)件中點的撓度為：由三角級數(shù)有：4.5.1

壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性構(gòu)件的最大彎矩為：其中NE=

2EI／l2，為歐拉力。如果近似地假定構(gòu)件的撓度曲線與正弦曲線的半個波段相一致，即y=vsin

x／l，則有：

那么最大彎矩為：4.5.1

壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性上兩式中的

和

都稱為在壓力作用下的彎矩放大系數(shù)，用于考慮軸壓力引起的附加彎矩。而后一個公式的應(yīng)用更為方便。對于其它荷載作用的壓彎構(gòu)件，也可用與有端彎矩的壓彎構(gòu)件相同的方法先建立平衡方程，然后求解。幾種常用的壓彎構(gòu)件的計算結(jié)果及等效彎矩系數(shù)列于下表中，比值

m=Mmax/

M或Mmax／

M1稱為等效彎矩系數(shù)，利用這一系數(shù)就可以在面內(nèi)穩(wěn)定的計算中把各種荷載作用的彎矩分布形式轉(zhuǎn)化為均勻受彎來看待。

4.5.1

壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性壓彎構(gòu)件的最大彎矩與等效彎矩系數(shù)

4.5.1

壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性4.5.1

壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性3.

實腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的承載能力對于彈性壓彎構(gòu)件，若以邊沿纖維開始屈服作為面內(nèi)穩(wěn)定承載能力的計算準則：那么但由于實腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面失穩(wěn)時已經(jīng)出現(xiàn)了塑性，前面的彈性平衡微分方程不再適用。計算實腹式壓彎構(gòu)件平面內(nèi)穩(wěn)定承載力通常有兩種方法：近似法數(shù)值積分法4.

實腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定計算的實用計算公式

對于單軸對稱截面的壓彎構(gòu)件，除進行平面內(nèi)穩(wěn)定驗算外，還應(yīng)按下式補充驗算4.5.1

壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性4.5.2

壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定性1.

雙軸對稱工字形截面壓彎構(gòu)件的彈性彎扭屈曲臨界力

雙軸對稱工字形截面壓彎構(gòu)件彎扭屈曲取出隔離體，建立平衡方程：引入邊界條件：在z=0和z=l處，u=

=u

=

=0

聯(lián)立求解，得到彎扭屈曲的臨界力Ncr

的計算方程：4.5.2

壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定性2.

單軸對稱工字形截面壓彎構(gòu)件的彈性彎扭屈曲臨界力單軸對稱工字形截面壓彎構(gòu)件彎扭屈曲4.5.2

壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定性由彈性穩(wěn)定理論可以得到這類壓彎構(gòu)件的彈性彎扭屈曲臨界力的計算公式為：式中：

i02=(Ix+Iy)/A+a2

4.5.2

壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定性4.5.2

壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定性3.

實腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的實用計算公式

N/NEy和M/Mcr的相關(guān)曲線

N/NEy+M/Mcr=1

規(guī)范采用了此式作為設(shè)計壓彎構(gòu)件的依據(jù)，同時考慮到不同的受力條件，在公式中引進了非均勻彎矩作用的等效彎矩系數(shù)

tx

。

式中：

b為均勻彎矩作用時構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)，即4.1節(jié)中梁的整體穩(wěn)定系數(shù)。4.5.2

壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定性4.6

板件的穩(wěn)定和屈曲后強度的利用

4.6.1

軸心受壓構(gòu)件的板件穩(wěn)定1.

均勻受壓板件的屈曲現(xiàn)象軸心受壓柱局部屈曲變形軸心受壓構(gòu)件翼緣的凸曲現(xiàn)象4.6.1

軸心受壓構(gòu)件的板件穩(wěn)定2.

均勻受壓板件的屈曲應(yīng)力(1)板件的彈性屈曲應(yīng)力

四邊簡支的均勻受壓板屈曲在彈性狀態(tài)屈曲時，單位寬度板的力平衡方程是：式中w

板件屈曲以后任一點的撓度；

Nx

單位寬度板所承受的壓力；

D

板的柱面剛度，D=Et3/12(1

2)，其中t是板的厚度，

是鋼材的泊松比。4.6.1

軸心受壓構(gòu)件的板件穩(wěn)定對于四邊簡支的板，其邊界條件是板邊緣的撓度和彎矩均為零，板的撓度可以用下列二重三角級數(shù)表示。將此式代入上式，求解可以得到板的屈曲力為：式中a、b

受壓方向板的長度和板的寬度；

m、n

板屈曲后縱向和橫向的半波數(shù)。4.6.1

軸心受壓構(gòu)件的板件穩(wěn)定當n=1時，可以得到Ncrx的最小值?；颍?/p>

上式中的系數(shù)K稱為板的屈曲系數(shù)(凸曲系數(shù))。四邊簡支的均勻受壓板的屈曲系數(shù)4.6.1

軸心受壓構(gòu)件的板件穩(wěn)定同時可以得到板的彈性屈曲應(yīng)力為：對于其它支承條件的板，用相同的方法也可以得到和上式相同的表達式，只是屈曲系數(shù)K不相同。用彈性嵌固系數(shù)

對板的彈性屈曲應(yīng)力公式進行修正。4.6.1

軸心受壓構(gòu)件的板件穩(wěn)定(2)板件的彈塑性屈曲應(yīng)力當板件在彈塑性階段屈曲時，它的屈曲應(yīng)力可以用下式確定：其中，彈性模量修正系數(shù)

=0.1013

2(1-0.0248

2fy/E)fy/E

1.0

4.6.1

軸心受壓構(gòu)件的板件穩(wěn)定3.

板件的寬厚比對于板件的寬厚比有兩種考慮方法。一種是不允許板件的屈曲先于構(gòu)件的整體屈曲，并以此來限制板件的寬厚比，另—種是允許板件先于構(gòu)件的整體屈曲。本節(jié)介紹的板件寬厚比限值是基于局部屈曲不先于整體屈曲的原則。根據(jù)板件的臨界應(yīng)力和構(gòu)件的臨界應(yīng)力相等即可確定，亦即

x

應(yīng)該等于構(gòu)件的

minfy

。4.6.1

軸心受壓構(gòu)件的板件穩(wěn)定4.6.1

軸心受壓構(gòu)件的板件穩(wěn)定（1）翼緣的寬厚比式中

取構(gòu)件兩個方向長細比的較大者，而當

<30時，取

=30，當

≥100時，取

=100。fy

應(yīng)以N/mm2計。

翼緣板的寬厚比（2）腹板的高厚比式中

取構(gòu)件兩個方向長細比的較大者，而當

<30時，取

=30，當

≥100時，取

=100。fy

應(yīng)以N/mm2計。

4.6.1

軸心受壓構(gòu)件的板件穩(wěn)定腹板的寬厚比4.6.2

受彎構(gòu)件的板件穩(wěn)定1.翼緣板的局部穩(wěn)定梁受壓翼緣的自由外伸寬度b1與其厚度t之比，應(yīng)滿足：

當超靜定梁采用塑性設(shè)計方法，應(yīng)滿足：當簡支梁截面允許出現(xiàn)部分塑性時，應(yīng)滿足：翼緣應(yīng)變發(fā)展的程度不同，對其寬厚比的要求隨之而異。2.腹板在不同受力狀態(tài)下的臨界應(yīng)力為了提高梁腹板的局部屈曲荷載，常采用設(shè)置加勁肋的構(gòu)造措施。4.6.2

受彎構(gòu)件的板件穩(wěn)定梁的加勁肋示例1)

在純彎曲作用下臨界應(yīng)力為：腹板簡支于翼緣時：腹板固定于翼緣時：考慮翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束和未受約束兩種情況，臨界應(yīng)力分別為：4.6.2

受彎構(gòu)件的板件穩(wěn)定板的純彎屈曲翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束：翼緣扭轉(zhuǎn)未受約束：若取

cr≥fy

，以保證腹板在邊緣屈服前不至發(fā)生屈曲，則分別得到：和4.6.2

受彎構(gòu)件的板件穩(wěn)定2）在純剪切作用下剪切臨界應(yīng)力為：板的純剪屈曲4.6.2

受彎構(gòu)件的板件穩(wěn)定4.6.2

受彎構(gòu)件的板件穩(wěn)定屈曲系數(shù)k可以近似取用：和若取

cr≥fv

，以保證腹板在邊緣屈服前不至發(fā)生屈曲，則得到：3）

在橫向壓力作用下臨界應(yīng)力為：板在橫向壓力作用下的屈曲4.6.2

受彎構(gòu)件的板件穩(wěn)定3.

腹板加勁肋的設(shè)計4.6.2

受彎構(gòu)件的板件穩(wěn)定提高腹板局部穩(wěn)定方法（1）加厚腹板（2）設(shè)置加勁肋腹板局部穩(wěn)定:

四邊簡支板

腹板在M作用下腹板在V作用下腹板在F作用下●橫向加勁肋—主要防止由剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力可能引起的腹板失穩(wěn)●縱向加勁肋—主要防止由彎曲壓應(yīng)力可能引起的腹板失穩(wěn)●短加勁肋—主要防止由局部壓應(yīng)力可能引起的腹板失穩(wěn)①當

時，腹板在彎曲應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部壓應(yīng)力的單獨作用下均不會失穩(wěn)；②當

時，腹板在彎曲應(yīng)力的單獨作應(yīng)下不會失穩(wěn)，但在剪應(yīng)力、局部壓應(yīng)力單獨作用下有可能失穩(wěn)；

③當時，腹板在彎曲應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部應(yīng)力的單獨作用下都可能失穩(wěn)

板件局部失穩(wěn)臨界應(yīng)力

控制板件寬厚比一、梁腹板加勁肋的配置規(guī)定（規(guī)范規(guī)定）：1、當時，宜按構(gòu)造配置橫向加勁肋；2、當時，應(yīng)配置橫向加勁肋，并計算橫向加勁肋的間距或計算腹板的局部穩(wěn)定性；承受靜力荷載和間接承受動力荷載的組合梁，一般考慮腹板屈曲后強度，另行布置加勁肋及計算；直接承受動力荷載的梁，按下列規(guī)范規(guī)定布置加勁肋并計算橫向加勁肋3、當時，應(yīng)配置橫向加勁肋和在受壓區(qū)配置縱向加勁肋，必要時尚應(yīng)在受壓區(qū)配置短加勁肋，并均應(yīng)計算加勁肋間距或計算腹板的局部穩(wěn)定性。任何情況下，高厚比均不應(yīng)超過250。4、梁支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處，宜設(shè)置支承加勁肋，并應(yīng)計算支承加勁肋的穩(wěn)定性1－橫向加勁肋2－縱向加勁肋3－短加勁肋焊接吊車梁應(yīng)盡量避免布置縱向加勁肋和短加勁肋2、腹板加勁肋配置的計算

1）僅配置有橫向加勁肋的腹板，各區(qū)格應(yīng)滿足：

4.6.2

受彎構(gòu)件的板件穩(wěn)定（2）同時配置有橫向加勁肋和縱向加勁肋的腹板，其各區(qū)格的局部穩(wěn)定應(yīng)滿足：

a.受壓翼緣與縱向加勁肋之間的區(qū)格

b.受拉翼緣與縱向加勁肋之間的區(qū)格

c.在受壓翼緣與縱向加勁肋之間配置有短加勁肋的區(qū)格3）

腹板加勁肋的構(gòu)造要求加勁肋形式4.6.2

受彎構(gòu)件的板件穩(wěn)定為了保證梁腹板的局部穩(wěn)定，加勁肋應(yīng)具有一定的剛度，為此要求：（1）在腹板兩側(cè)成對配置的鋼板橫向加勁肋，其截面尺寸按下列經(jīng)驗公式確定：外伸寬度bs

h0/30+40(mm)

厚度ts

bs/15

（2）僅在腹板一側(cè)配置的鋼板橫向加勁肋，其外伸寬度應(yīng)大于按上式算得的1.2倍，厚度應(yīng)不小于其外伸寬度的1/15。

4.6.2

受彎構(gòu)件的板件穩(wěn)定(3)縱向加勁肋斷開，橫向加勁肋保持連續(xù)。橫向加勁肋繞z軸的慣性矩應(yīng)滿足：Iz

3h0tw3

縱向加勁肋截面繞y軸的慣性矩應(yīng)滿足：

Iy

1.5h0tw3

(a/h0

0.85)

Iy

(2.5

0.45a/h0)(a/h0)2h0tw3

(a/h0>0.85)(4)當配置有短加勁肋時，其短加勁肋的外伸寬度應(yīng)取為橫向加勁肋外伸寬度的0.7~1.0倍，厚度不應(yīng)小于短加勁肋外伸寬度的1/15。4.6.2

受彎構(gòu)件的板件穩(wěn)定用型鋼做成的加勁肋，其截面相應(yīng)的慣性矩不得小于上述對于鋼板加勁肋慣性矩的要求。為了減少焊接應(yīng)力，避免焊縫的過分集中，