工字形梁截面塑性发展系数取值分析.pdfVIP

钢结构工程研究⑦ 《钢结构》2008增刊 工字形梁截面塑性发展系数取值分析 石英曹平周 (河海大学土木工程系．江苏南京210098) 提要：对于工字形截面钢梁，如果不区分截面尺寸大小，统一取截面塑性发展系数扎=1．05，可能偏 于保守，影响设计经济合理性。本文对丘的取值进行了分析。推导出了计算公式．分析表明，”随着腹 板面积与一个翼缘面积的比值口、∥的增大而增大。而今大截面尺寸工字形钢粱应用日增，腹板在整个 截面积中所占的比重很大，截面发展塑性的能力较强，设计取扎=1．05偏于保守。本文采用曲线拟合的 最／b--乘法给出了在不同塑性发展深度和截面高度的比值∥下计算苁的简化公式，供工程设计参考。 关键词：工字形梁；截面塑性发展系数；形状系数；大截匾尺寸 1．引言 现行《钢结构设计规范》中对承受静力荷载或不需计算疲劳的承受动力荷载的梁。容 许考虑在截面上部分发展塑性变形，在计算公式中引入截面塑性发展系数。 截面塑性发展系数苁的数值与截面形式、塑性发展深度和截面高度的比值∥、腹板面 积与一个翼缘面积的比值口、梁高和翼缘厚度比∥有关。对于工字形截面，规范中取 托=1．05。近年来，钢结构的应用日益广泛，出现了一些跨度达30米以上的工字形钢梁 和承受相当大荷载的工字形截面梁。为了满足承载力的要求，截面高度很大，已超过2米， 这些工字梁中腹板面积所占全截面面积的比重很大，截面发展塑性的能力也会增大。若不 分情况，统一取以=1．05，会影响设计经济合理性。本文对工字形梁截面塑性发展系数苁 的合理取值进行分析，为工程设计提供参考。 2．工字形梁截面塑性发展系数以的计算分析 工字形截面钢梁考虑构件截面部分发展塑性后的弯矩承载能力^，与边缘屈服时的弯 矩承载能力^，之间的比值。，一^，，^，称为构件的截面塑性发展系数。按考虑截面塑 性发展进行设讦能节省钢材，。诅若接截面形成塑性铰来设计，可能使简支梁的挠度过大， 失去实际使用能力。于是规范规定要有限制地利用塑性发展，．，的取值范围为1．O。斥。 梁主要用以承受弯矩作用或弯矩与剪力共同作用。当梁进入弹塑性工作阶段时， ‰≥^／e，在截面上部和下部各出现一弯矩正应力伊=厂v的塑性区。而在￡‘／占的 截面中间部分区域仍保持弹性，截面受压和受拉两侧同时出现塑性区，塑性发展深度为∥， 梁截面的应力状态如图1所示。 53 钢结构工程研究⑦ ‘钢结构》2008增刊 b． Af～一一1 ‘． 一 t-i÷ q，， 寸i闷 丝 一 崞 X -q1 孓j (a)截面尺寸(b)正应力圈 图l粱的应力图 6(夕一1)(∥一2)+6tt(pfl—1)(∥一l一缈)手口(1一犁)2∥2 司褥 Ml= f14￡ (1) 6(,0-2) (2) 。。 O口