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《钢结构中工字钢梁腹板厚度的确定》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第23卷第2期洛阳工学院学报Vol.23No.22002年6月JournalofLuoyangInstituteofTechnologyJune2002文章编号:1000-5080(2002)02-0096-03钢结构中工字钢梁腹板厚度的确定123虞皓影,张伟欣,李瑜萍(1.洛阳工业高等专科学校建筑工程系,河南洛阳471003;2机械工业部第四设计研究院,河南洛阳471003;3.洛阳市热力公司,河南洛阳471000)摘要:在钢结构中为节省用钢量常采用高而薄的腹板,因此腹板厚度的确定至关重要。本文主要从剪应力、弯曲应力、弯曲剪切共
2、同作用以及腹板屈服后强度利用等方面分析了腹板高厚比的限值。所得数据供设计工作者参考使用。关键词:工字钢;高厚比;腹板;钢结构;焊接工字钢中图分类号:TU973.13文献标识码:A0前言在钢结构工程设计中,大量使用H型焊接工字钢,H钢在设计中腹板远没有翼缘对抵抗矩贡献大,节[1]省用钢量的主要方法是采用高而薄的腹板,然而梁中还存在着剪力,抵抗剪力主要依靠腹板。传统的设计方法,是以屈曲作为腹板承载的极限。事实上,屈曲并不是板的极限状态,四边支承板具有相当的屈曲后强度。这样,在工程设计中腹板可以做得更薄,以获得更好的经济效果,但腹板太薄容易丧失局部
3、稳定。为此,很多学者对钢梁腹板厚度的确定做了大量的理论和实验研究。本文主要讨论了在设计中确定腹板厚度需要注意的几个概念问题。1腹板的高厚比在剪应力下的限值腹板在H钢中既承担剪力,又承担一小部分弯矩,同时又起着承担翼缘的作用。文献[2]规定柱腹板的计算高度h0与其厚度tw之比不应大于250235/fy(fy为钢材屈服强度)。此规定是针对腹板对翼缘的承托作用,并考虑了制造缺陷和残余应力的影响。相当于翼缘受弯变形时对腹板提供了压应力,在此压[3]应力作用下,翼缘充分利用至屈服强度时,只要h0/tw235/fy,腹板在此压力作用下就不会屈曲。另外此压力比腹
4、板承受的剪力和弯矩引起的拉应力小很多,所以只要满足了规范规定,那么在设计中不需在考虑翼缘对腹板的压应力。2t[1]Ew2受剪板幅在纯剪情况下的临界应力为:cr=k2()(1)12(1-)h0式中E为弹性模量;为泊松比;k为受剪板的屈曲系数。h02h02当加劲肋间距ah0时,k=5.34+4(),当!5、剪力V时,文献[4]中规定的剪力计算公式为:=fv(3)Itw作者简介:虞皓影(1974-),女,浙江省慈溪市人,助教收稿日期:2002-01-31第2期虞皓影等:钢结构中工字钢梁腹板厚度的确定∀97∀式中S为计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩;I为毛截面惯性矩;fv为钢材抗剪强度。粗略计算时,对于H钢可按下式计算:Vfvtwh0/1.2(4)[2]考虑屈曲后的强度公式如下:Vhwtwfv!,当∀w0.8时,fv!=fv;当0.8<∀w1.4时,fv!=[1-0.64(∀w-0.8)]fv;当∀w1.4时,fv!=(1-0.2
6、75∀w)fv。在受剪板幅不屈曲的情况下,对Q235钢,令∀w=1得到h0/tw限值如表1。表1腹板的高厚比在剪应力下的限值无加劲肋a=h0a=1.5h0a=2h0k5.349.347.126.34h0/tw85.511398.793.2文献[4]中对无加劲肋梁要求,h0/tw80235/fy与表1中的85.5有差别,是考虑到板幅残余应力的影响。两种规范在不屈曲的情况下,剪力计算公式亦有差别。2腹板的高厚比在弯曲应力作用下的限值受弯构件在一半高度范围内受压,也有因受压而屈曲的可能性。四边简支板,设受弯构件的边缘应力2t[1]Ew为b,其临
7、界值为:bcr=kb2()(5)12(1-)h0式中kb受弯屈曲系数,对于四边简支板kb=23.9,对于四边嵌固板kb=39.6,相当于嵌固系数#=39.6/23.9=1.66,令bcr=fy,可以求出:h0/tw170235/fy此式的高厚比限值是针对弯曲作用下的限值,在此限值下,在弯曲应力作用下不会屈曲。值得注意的是此限值采用完全嵌固板的系数,要求翼缘对腹板的约束较大。3在弯曲、剪切共同作用下腹板的高厚比限值采用如下临界条件判定[1]:表2腹板的高厚比在弯曲、剪切共同作用下的限值b22h0/tw()+()=1(6)∃bcrcr
8、无加劲肋a=1.5h0a=2h0用(1)式和(5)式代入,整理后得:0.05184185184
