時,尚應(yīng)按本規(guī)范第4.3.3條至第4.3.5條的規(guī)定計算腹板的穩(wěn)定性。輕、中級工作制吊車梁計算腹板的穩(wěn)定性時,吊車輪壓設(shè)計值可乘以折減系數(shù)0.9。
4.3.2 組合梁腹板配置加勁肋應(yīng)符合下列規(guī)定(圖4.3.2):

圖4.3.2 加勁肋布置
1-橫向加勁肋;2-縱向加勁肋;3-短加勁肋 1 當(dāng)
時,對有局部壓應(yīng)力(σc≠0)的梁,應(yīng)按構(gòu)造配置橫向加勁肋;但對無局部壓應(yīng)力(σc=0)的梁,可不配置加勁肋。2 當(dāng)
時,應(yīng)配置橫向加勁肋。其中,當(dāng)
(受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束,如連有剛性鋪板、制動板或焊有鋼軌時)或
(受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時),或按計算需要時,應(yīng)在彎曲應(yīng)力較大區(qū)格的受壓區(qū)增加配置縱向加勁肋。局部壓應(yīng)力很大的梁,必要時尚宜在受壓區(qū)配置短加勁肋。任何情況下,h0/tw均不應(yīng)超過250。
此處h0為腹板的計算高度(對單軸對稱梁,當(dāng)確定是否要配置縱向加勁肋時,h0應(yīng)取腹板受壓區(qū)高度hc的2倍),tw為腹板的厚度。
3 梁的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。
4.3.3 僅配置橫向加勁肋的腹板(圖4.3.2 a),其各區(qū)格的局部穩(wěn)定應(yīng)按下式計算:
式中 σ——所計算腹板區(qū)格內(nèi),由平均彎矩產(chǎn)生的腹板計算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力;τ——所計算腹板區(qū)格內(nèi),由平均剪力產(chǎn)生的腹板平均剪應(yīng)力,應(yīng)按τ=V/(hwtw)計算,hw為腹板高度;
σc——腹板計算高度邊緣的局部壓應(yīng)力,應(yīng)按公式(4.1.3-1)計算,但取式中的ψ=1.0;
σcr、τcr、σc,cr——各種應(yīng)力單獨作用下的臨界應(yīng)力,按下列方法計算:
1)σcr按下列公式計算:
當(dāng)λb≤0.85時:
當(dāng)0.85<λb≤1.25時:
當(dāng)λb>1.25時:
式中 λb——用于腹板受彎計算時的通用高厚比;當(dāng)梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時:
當(dāng)梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時:
hc——梁腹板彎曲受壓區(qū)高度,對雙軸對稱截面2hc=h0。2)τcr按下列公式計算:
當(dāng)λs≤0.8時:
當(dāng)0.8<λs≤1.2時:
當(dāng)λs>1.2時:
式中 λs——用于腹板受剪計算時的通用高厚比。當(dāng)a/h0≤1.0時:
當(dāng)a/h0>1.0時:
3)σc,cr按下列公式計算:當(dāng)λc≤0.9時:
當(dāng)0.9<λc≤1.2時:
當(dāng)λc>1.2時:
式中 λc——用于腹板受局部壓力計算時的通用高厚比。當(dāng)0.5≤a/h0≤1.5時:
當(dāng)1.5<a/h0≤2.0時:
4.3.4 同時用橫向加勁肋和縱向加勁肋加強的腹板(圖4.3.2b、c),其局部穩(wěn)定性應(yīng)按下列公式計算:
1 受壓翼緣與縱向加勁肋之間的區(qū)格:

式中 σcr1、τcr1、σc,cr1分別按下列方法計算:
1)σcr1按公式(4.3.3-2)計算,但式中的λb改用下列λb1代替。
當(dāng)梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時:

當(dāng)梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時:

式中 h1——縱向加勁肋至腹板計算高度受壓邊緣的距離。
2)τcr1按公式(4.3.3-3)計算,將式中的h0改為h1。
3)σc,cr1按公式(4.3.3-2)計算,但式中的λb改用下列λc1代替。
當(dāng)梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時:

當(dāng)梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時:

2 受拉翼緣與縱向加勁肋之間的區(qū)格:

式中 σ2——所計算區(qū)格內(nèi)由平均彎矩產(chǎn)生的腹板在縱向加勁肋處的彎曲壓應(yīng)力;
σc2——腹板在縱向加勁肋處的橫向壓應(yīng)力,取0.3σc。
1)σc2按公式(4.3.3-2)計算,但式中的λb改用下列λb2代替。

2)τcr2按公式(4.3.3-3)計算,將式中的h0改為h2(h2=h0-h(huán)1)。
3)σc,cr2按公式(4.3.3-4)計算,但式中的h0改為h2,當(dāng)a/h2>2時,取a/h2=2。
4.3.5 在受壓翼緣與縱向加勁肋之間設(shè)有短加勁肋的區(qū)格(圖4.3.2d),其局部穩(wěn)定性按式(4.3.4-1)計算。該式中的σcr1仍按4.3.4條1款之1)計算;τcr1按式(4.3.3-3)計算,但將h0和a改為h1和a1(a1為短加勁肋間距);σc,cr1按式(4.3.3-2)計算,但式中λb改用下列λc1代替。
當(dāng)梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時:

當(dāng)梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時:


4.3.6 加勁肋宜在腹板兩側(cè)成對配置,也可單側(cè)配置,但支承加勁肋、重級工作制吊車梁的加勁肋不應(yīng)單側(cè)配置。
橫向加勁肋的最小間距應(yīng)為0.5h0,最大間距應(yīng)為2h0(對無局部壓應(yīng)力的梁,當(dāng)h0/tw≤100時,可采用2.5h0)。縱向加勁肋至腹板計算高度受壓邊緣的距離應(yīng)在hc/2.5~hc/2范圍內(nèi)。
在腹板兩側(cè)成對配置的鋼板橫向加勁肋,其截面尺寸應(yīng)符合下列公式要求:
外伸寬度:
厚度:
在腹板一側(cè)配置的鋼板橫向加勁肋,其外伸寬度應(yīng)大于按公式(4.3.6-1)算得的1.2倍,厚度不應(yīng)小于其外伸寬度的1/15。在同時用橫向加勁肋和縱向加勁肋加強的腹板中,橫向加勁肋的截面尺寸除應(yīng)符合上述規(guī)定外,其截面慣性矩Iz尚應(yīng)符合下式要求:
縱向加勁肋的截面慣性矩Iy,應(yīng)符合下列公式要求:當(dāng)a/h0≤0.85時:
當(dāng)a/h0>0.85時:
短加勁肋的最小間距為0.75h1。短加勁肋外伸寬度應(yīng)取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。注:1 用型鋼(H型鋼、工字鋼、槽鋼、肢尖焊于腹板的角鋼)做成的加勁肋,其截面慣性矩不得小于相應(yīng)鋼板加勁肋的慣性矩。
2 在腹板兩側(cè)成對配置的加勁肋,其截面慣性矩應(yīng)按梁腹板中心線為軸線進行計算。
3 在腹板一側(cè)配置的加勁肋,其截面慣性矩應(yīng)按與加勁肋相連的腹板邊緣為軸線進行計算。
4.3.7 梁的支承加勁肋,應(yīng)按承受梁支座反力或固定集中荷載的軸心受壓構(gòu)件計算其在腹板平面外的穩(wěn)定性。此受壓構(gòu)件的截面應(yīng)包括加勁肋和加勁肋每側(cè)
范圍內(nèi)的腹板面積,計算長度取h0。當(dāng)梁支承加勁肋的端部為刨平頂緊時,應(yīng)按其所承受的支座反力或固定集中荷載計算其端面承壓應(yīng)力(對突緣支座尚應(yīng)符合本規(guī)范第8.4.12條的要求);當(dāng)端部為焊接時,應(yīng)按傳力情況計算其焊縫應(yīng)力。
支承加勁肋與腹板的連接焊縫,應(yīng)按傳力需要進行計算。
4.3.8 梁受壓翼緣自由外伸寬度b與其厚度t之比,應(yīng)符合下式要求:
當(dāng)計算梁抗彎強度取γx=1.0時,b/t可放寬至
箱形截面梁受壓翼緣板在兩腹板之間的無支承寬度b0與其厚度t之比,應(yīng)符合下式要求:
當(dāng)箱形截面梁受壓翼緣板設(shè)有縱向加勁肋時,則公式(4.3.8-2)中的b0取為腹板與縱向加勁肋之間的翼緣板無支承寬度。注:翼緣板自由外伸寬度b的取值為:對焊接構(gòu)件,取腹板邊至翼緣板(肢)邊緣的距離;對軋制構(gòu)件,取內(nèi)圓弧起點至翼緣板(肢)邊緣的距離。
條文說明 4.3 局部穩(wěn)定
本節(jié)對梁腹板局部穩(wěn)定計算有較大變動,主要是:
1 對原來按無限彈性計算的腹板各項臨界應(yīng)力作了彈塑性修正;
2 修改了設(shè)置橫向加勁肋的區(qū)格在幾種應(yīng)力共同作用下的臨界條件;
3 無局部壓應(yīng)力且承受靜力荷載的工字形截面梁推薦按新增的4.4節(jié)利用腹板屈曲后強度。
4 對輕、中級工作制吊車梁,為了適當(dāng)考慮腹板局部屈曲后強度的有利影響,故吊車輪壓設(shè)計值可乘以折減系數(shù)0.9。
4.3.2 需要配置縱向加勁肋的腹板高厚比,由原來硬性規(guī)定的界限值改為根據(jù)計算需要配置。但仍然給出高厚比的限值,并按梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束與否分為兩檔,即:170
和150
;還增加了在任何情況下高厚比不應(yīng)超過250的規(guī)定,以免高厚比過大時產(chǎn)生焊接翹曲。4.3.3 多種應(yīng)力作用下原用的臨界條件公式來源于完全彈性條件。新的公式(4.3.3-1)參考了澳大利亞規(guī)范等資料,適合予彈塑性修正后的臨界應(yīng)力。
單項臨界應(yīng)力σcr、τcr、σc,cr各有三個計算公式,如σcr為(4.3.3-2a、b、c)三個式子(圖6)。其中第一個為臨界應(yīng)力等于強度設(shè)計值;第三個為完全彈性的臨界應(yīng)力,而第二個則為彈性屈曲到屈服之間的過渡。雖然三個公式在形式上都以鋼材強度設(shè)計值f(或fv)為準(zhǔn),但第三個式子的f(或fv)乘以1.1后相當(dāng)于fy(或fvy),亦即不計抗力分項系數(shù)。彈性和非彈性范圍區(qū)別對待的原因,是當(dāng)板處于彈性范圍時存在較大的屈曲后強度,安全系數(shù)可以小一些,只保留荷載分項系數(shù)就夠了。早在編制TJ 17-74規(guī)范時,一般安全系數(shù)為1.41,而腹板穩(wěn)定的安全系數(shù)為1.25,相當(dāng)于前者的1/1.13。第三個式子采用系數(shù)1.1,才能使本規(guī)范的彈性臨界應(yīng)力不低于74和88規(guī)范。
公式采用國際上通行的表達(dá)方式,即以通用高厚比(正則化寬厚比):
圖6 臨界應(yīng)力與通用高厚比關(guān)系曲線
作為參數(shù)使同一公式通用于各個牌號的鋼材。它和壓桿穩(wěn)定計算的
具有同樣性質(zhì)。以彎曲正應(yīng)力為例,在彈性范圍臨界應(yīng)力即為σcr=fy/λ2,用強度設(shè)計值表達(dá),可取σcr=1.1f/λ2。把臨界應(yīng)力
代入,并取E=206000N/mm2,ν=0.3,則有:
對于受彎腹板,k=23.9,并取嵌固系數(shù)χ=1.66和1.23(分別相當(dāng)于梁翼緣扭轉(zhuǎn)受約束和未受約束),代替原來的單一系數(shù)1.61,得:
對沒有缺陷的板,當(dāng)λb=1時臨界應(yīng)力等于屈服點??紤]殘余應(yīng)力和幾何缺陷影響,取λb=0.85為彈塑性修正的上起始點,相應(yīng)的高厚比為:
此高厚比比4.3.2條是否需要設(shè)置縱向加勁肋的高厚比限值小。這是由于需要計算腹板局部穩(wěn)定的通常是吊車梁(一般梁推薦利用屈曲后強度,可不必設(shè)置縱向加勁肋),在橫向水平力和豎向荷載共同作用下,腹板上邊緣的彎曲壓應(yīng)力僅為強度設(shè)計值f的0.8~0.85倍,腹板高厚比雖達(dá)到上述高厚比,往往也不需要設(shè)置縱向加勁肋。λb=0.85也是4.4.1條考慮腹板屈曲后強度時截面是否全部有效的分界點。彈塑性過渡段采用直線式(4.3.3-2b)比較簡便。其下起始點參照梁整體穩(wěn)定計算,彈性界限為0.6fy,相應(yīng)的
??紤]到腹板局部屈曲受殘余應(yīng)力影響不如整體屈曲大,故取λb=1.25。腹板在彎矩作用下屈曲,是壓應(yīng)力引起的。因此,對單軸對稱的工字形截面梁,在計算λb時以2hc代替h0。
τcr、σc,cr情況和σcr類似,但單軸對稱截面仍以h0為準(zhǔn)。這兩個臨界應(yīng)力的計算公式中,嵌固系數(shù)均保留原規(guī)范的數(shù)值,故不區(qū)分受壓翼緣扭轉(zhuǎn)是否受到約束。
4.3.4 有縱向加勁肋時,多種應(yīng)力作用下的臨界條件也有改變。受拉翼緣和縱向加勁肋之間的區(qū)格,相關(guān)公式和僅設(shè)橫向加勁肋者形式上相同,而受壓翼緣和縱向加勁肋之間的區(qū)格則在原公式的基礎(chǔ)上對局部壓應(yīng)力項加上平方。這一區(qū)格的特點是高度比寬度小很多,σc和σ(或τ)的相關(guān)曲線上凸得比較顯著。單項臨界應(yīng)力的計算公式都和僅設(shè)橫向加勁肋時一樣,只是由于屈曲系數(shù)不同,通用高厚比的計算公式有些變化。
在公式(9)中,代入屈曲系數(shù)k=5.13,并取χ=1.4和1.0(分別相當(dāng)于翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束和未受到約束),即得λb1計算式[規(guī)范公式(4.3.4-2a、b)]中分母
代入k=47.6和χ=1.0,則得λb2表達(dá)式[規(guī)范公式(4.3.4-5)]中分母
對局部橫向壓應(yīng)力作用下,原規(guī)范對板段Ⅱ中σc,cr2的計算公式(附2.12)與僅有橫向肋時的σc,cr計算公式(附2.3)形式一致,只是區(qū)格高度不同。因此,修改后的σc,cr2也采用與σc,cr相同的計算公式,但把h0改為h2。但原規(guī)范對板段Ⅰ中σc,cr的計算公式和僅有橫向肋時σc,cr的計算公式?jīng)]有聯(lián)系且比較復(fù)雜,算得的結(jié)果都大于屈服點,需要另覓計算公式。由于區(qū)格Ⅰ寬高比常在4以上,宜作為上下兩邊支承的均勻受壓板看待,取腹板有效寬度為h1的2倍。當(dāng)受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時,上下兩端均視為鉸支,計算長度為h1;扭轉(zhuǎn)受到完全約束時,則計算長度取0.7h1。規(guī)范公式(4.3.4-3a、b)就是這樣得出的。4.3.5 在受壓翼緣與縱向加勁肋之間設(shè)置短加勁肋使腹板上部區(qū)格寬度減小,對彎曲壓應(yīng)力的臨界值并無影響。對剪應(yīng)力的臨界值雖有影響,仍可用僅設(shè)橫向加勁肋的臨界應(yīng)力公式計算。計算時以區(qū)格高度h1和寬度a1代替h0和a。影響最大的是橫向局部壓應(yīng)力的臨界值,需要用式(4.3.5)代替(4.3.4-3)來計算λc1,原因是僅設(shè)縱向加勁肋時,腹板區(qū)格為一窄條,接近兩邊支承板,而設(shè)置短加勁肋后成為四邊支承板,壓應(yīng)力臨界值得到提高。當(dāng)a1/h1≤1.2時,式(9)中的k可取常數(shù)6.8;當(dāng)a1/h1>1.2時,則k呈直線變化。χ系數(shù)按受壓翼緣扭轉(zhuǎn)有無約束分別取1.4和1.0。
4.3.6 為使梁的整體受力不致產(chǎn)生人為的側(cè)向偏心,加勁肋最好兩側(cè)成對配置。但考慮到有些構(gòu)件不得不在腹板一側(cè)配置橫向加勁肋的情況(見圖7),故本條增加了一側(cè)配置橫向加勁肋的規(guī)定。其外伸寬度應(yīng)大于按公式(4.3.6-1)算得值的1.2倍,厚度應(yīng)大于其外伸寬度的1/15。其理由如下:
圖7 橫向加勁肋的配置方式
鋼板橫向加勁肋成對配置時,其對腹板水平軸(z—z軸)的慣性矩Iz為:
一側(cè)配置時,其慣性矩為:
一側(cè)配置時,其慣性矩為:
縱向加勁肋截面對腹板豎直軸線的慣性矩,本規(guī)范規(guī)定了分界線a/h0=0.85。當(dāng)a/h0≤0.85時,用公式(4.3.6-4a)計算;當(dāng)a/h0>0.85時,用公式(4.3.6-4b)計算。對短加勁肋外伸寬度及其厚度均提出規(guī)定,其根據(jù)是要求短加勁肋的線剛度等于橫向加勁肋的線剛度。即:
故規(guī)定短加勁肋外伸寬度為橫向加勁肋外伸寬度的0.7~1.0倍。本條還規(guī)定了短加勁肋最小間距為0.75h1,這是根據(jù)a/h2=1/2、h2=3h1、a1=a/2等常用邊長之比的情況導(dǎo)出的。
4.3.8 明確受壓翼緣外伸寬厚比分為兩檔,以便和4.1.1條相配合。


鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
