宽薄腹工形截面压弯构件平面外稳定计算的直接强度法.pdfVIP

钢结构设计和分析 宽薄腹工形截面压弯构件平面外稳定计算 的直接强度法 杨应华 (西安建筑科技大学土木工程学院西安710055) 摘要：提出了计算宽薄腹工形截面压弯构件平面外稳定承载力的直接强度法(Dsm，与钢结构设计规范 (GB50017-2003)，门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS102：2002)以及试验结果和数值法的比较， 表明所提的直接强度法能够比较准确地计算宽薄腹工形截面压弯构件的平面外稳定承载力。但实际应用前， 还需进一步实验和分析研究． 关键词：直接强度法宽薄腹板平面外稳定压弯构件 1 引言 102：2002)[2](以下称为‘门规’)中都 ‘规范’)和门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS 有相关的条文规定。两文件的设计计算方法基本相同，都采用有效截面的办法来考虑宽薄腹板的局 部屈曲及其屈曲后强度对构件平面外整体稳定承载力的影响。有效截面法是已经应用了五十多年的 一种传统方法，主要应用于冷弯薄壁型钢构件中。有效截面法的缺点是它必须首先根据截面上的应 力分布计算有效截面的大小和分布，然后计算有效截面的几何性质，这常常是非常繁琐的。为此， 近年来对冷弯薄壁型钢构件提出了直接强度法(DSM)[3]来考虑板件局部屈曲的影响。直接强度法的 思想虽然已经很久，但只是近年来得到了很大的关注，而且美国和澳大利亚的冷弯薄壁型钢规范已 经把这一方法纳入其中[4]。直接强度法的优点是它采用全截面进行计算，避免了繁琐的有效截面及 其截面特性的计算，因而使用方便。‘规范’和‘门规’中的宽薄腹工形截面构件大都是焊接制成， 并非冷弯薄壁型钢构件，本文试图提出类似冷弯薄壁型钢构件的直接强度法(DSM)，来计算宽薄腹工 形截面压弯构件的平面外稳定承载力， 以克服有效截面法的弊端， 简化计算。 2 ‘规范’和‘门规’的计算方法 钢结构设计规范(GB50017—2003)对宽薄腹工形截面压弯构件的平面外稳定计算是按下面的公 式进行的(规范5．2．2和5．4．6条)： 旦+兰选≤厂 (1) 。 仇彳。 纯睨l， 式中N为所计算构件段范围内的轴心压力；膨为所计算构件段范围内的最大弯矩；矿。为弯矩作用平 面外的轴心受压构件稳定系数；仇为均匀弯曲的受弯构件的整体稳定系数，按式(2)计算；成为 等效弯矩系数。以，形n分别为有效截面面积和有效截面受压最大纤维的平面内截面抵抗矩，，为钢 材的设计强度。 矽。：1．07一—!量一』上≤1．0 (2)(2) 死2一土44000旦235≤ 182 钢结构2009年增刊 杨应华：宽薄腹工形截面压弯构件平面外稳定计算的直接强度法 其中，以为构件的平面外长细比(_120√甄)；‘为钢材的屈服强度。对两端简支的宽薄腹 工形截面偏压柱，当一端偏心为零时，凤为0．65。腹板的有效截面为腹板两侧各20倍腹板厚度 (20t。4235／fy，tw为腹板厚度)的截面。 102：2002)对宽薄腹工形等截面压弯构件的平面外 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS 稳定计算是按下面的公式进行的(门规6．1．4和6．1．1条，对等截面构件虽已无小头大头之分，但 这里仍保留门规的表示方法)： 』L+旦堕≤厂 (3) 。 缈y40纯，睨l 对一端弯矩为零的区段，等效弯矩系数为