
3.梁的整體穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算
(1) 等截面焊接工字形和軋制H型鋼簡(jiǎn)支梁
等截面焊接工字形和軋制H型鋼簡(jiǎn)支梁(圖3-3-6)的整體穩(wěn)定系數(shù),應(yīng)按下式計(jì)算:
(a)雙軸對(duì)稱焊接工字形截面 (b)加強(qiáng)受壓翼緣的單軸對(duì)稱焊接工字形截面
(c)加強(qiáng)受拉翼緣的單軸對(duì)稱焊接工字形截面 (d)軋制H型鋼截面
圖3-3-6 焊接工字形截面和軋制H型鋼截面
(3-3-11)
式中 ——梁整體穩(wěn)定的等效臨界彎矩系數(shù),按表3-3-3采用;
——梁在側(cè)向支承點(diǎn)間對(duì)截面弱軸y-y軸的長(zhǎng)細(xì)比,,為梁毛截面對(duì)y軸的截面回轉(zhuǎn)半徑,為梁受壓翼緣的自由長(zhǎng)度;
——梁的毛截面面積;
、——梁截面的全高和受壓翼緣厚度;
——截面不對(duì)稱影響系數(shù):
對(duì)雙軸對(duì)稱工字形截面(見圖3-3-6a、d):
對(duì)單軸對(duì)稱工字形截面(見圖3-3-6b、c)
加強(qiáng)受壓翼緣時(shí):
加強(qiáng)受拉翼緣時(shí):
,和分別為受壓翼緣和受拉翼緣對(duì)y軸的慣性矩。
公式(3-3-11)也適用于等截面鉚接(或高強(qiáng)度螺栓連接)簡(jiǎn)支梁,其受壓翼緣厚度包括翼緣角鋼厚度在內(nèi)。
當(dāng)按公式(3-3-11)算得的值大于0.6時(shí),應(yīng)采用下式計(jì)算的替代值:
(3-3-12)
表3-3-3 H型鋼和等截面工字形簡(jiǎn)支梁的系數(shù)
項(xiàng)次 | 側(cè)向支承 | 荷 載 | | | 適用范圍 |
1 | 跨中無(wú)側(cè)向支承 | 均布荷載作用在 | 上翼緣 | | 0.95 | 圖3-3-6a,b和d截面 |
2 | 下翼緣 | | 1.33 |
3 | 集中荷載作用在 | 上翼緣 | | 1.09 |
4 | 下翼緣 | | 1.67 |
5 | 跨度中點(diǎn)有一個(gè)側(cè)向支承點(diǎn) | 均布荷載作用在 | 上翼緣 | 1.15 | 圖3-3-6中所有截面 |
6 | 下翼緣 | 1.40 |
7 | 集中荷載作用在截面高度上任意位置 | 1.75 |
8 | 跨中有不少于兩個(gè)等距離側(cè)向支承點(diǎn) | 任意荷載作用在 | 上翼緣 | 1.20 |
9 | 下翼緣 | 1.40 |
10 | 梁端有彎矩,但跨中無(wú)荷載作用 | 但 |
| | | | | | |
注:①。、是梁受壓翼緣的寬度和自由長(zhǎng)度。
②、為梁的端彎矩,使梁產(chǎn)生同向曲率時(shí),取同號(hào),產(chǎn)生反向曲率時(shí)取異號(hào),。
③ 表中項(xiàng)次3、4、7的集中荷載是指一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)集中荷載位于跨中央附近的情況,對(duì)其他情況的
集中荷載,應(yīng)按表中項(xiàng)次1、2、5、6內(nèi)的數(shù)值取用。
④ 表中項(xiàng)次8、9的,當(dāng)集中荷載作用于側(cè)向支承點(diǎn)處時(shí),取。
⑤ 荷載作用在上翼緣系指荷載作用點(diǎn)在翼緣表面,方向指向截面形心;荷載作用在下翼緣系指荷載作
用點(diǎn)在翼緣表面,方向背向截面形心。
⑥ 對(duì)的加強(qiáng)受壓翼緣工字形截面,下列情況的值應(yīng)乘以相應(yīng)的系數(shù):
項(xiàng)次1 當(dāng)時(shí),乘以0.95;
項(xiàng)次3 當(dāng)時(shí),乘以0.90;當(dāng)時(shí),乘以0.95。
(2) 軋制普通工字鋼簡(jiǎn)支梁
軋制普通工字鋼簡(jiǎn)支梁整體穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)按表3-3-4采用,當(dāng)所得的值大于0.6時(shí),應(yīng)按公式(3-3-12)算得相應(yīng)的替代值。
表3-3-4 軋制普通工字鋼簡(jiǎn)支梁
項(xiàng)次 | 荷載情況 | 工字鋼型 號(hào) | 自由長(zhǎng)度(m) |
2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
1 | 跨中無(wú)側(cè)向支承點(diǎn)的梁 | 集中荷載 作用于 | 上 翼 緣 | 10~20 22~32 36~63 | 2.00 2.40 2.80 | 1.30 1.48 1.60 | 0.99 1.09 1.07 | 0.80 0.86 0.83 | 0.68 0.72 0.68 | 0.58 0.62 0.56 | 0.53 0.54 0.50 | 0.48 0.49 0.45 | 0.43 0.45 0.40 |
2 | 下 翼 緣 | 10~20 22~40 45~63 | 3.10 5.50 7.30 | 1.95 2.80 3.60 | 1.34 1.84 2.30 | 1.01 1.37 1.62 | 0.82 1.07 1.20 | 0.69 0.86 0.96 | 0.63 0.73 0.80 | 0.57 0.64 0.69 | 0.52 0.56 0.60 |
3 | 均布荷載作用于 | 上 翼 緣 | 10~20 22~40 45~63 | 1.70 2.10 2.60 | 1.12 1.30 1.45 | 0.84 0.93 0.97 | 0.68 0.73 0.73 | 0.57 0.60 0.59 | 0.50 0.51 0.50 | 0.45 0.45 0.44 | 0.41 0.40 0.38 | 0.37 0.36 0.35 |
4 | 下 翼 緣 | 10~20 22~40 45~63 | 2.50 4.00 5.60 | 1.55 2.20 2.80 | 1.08 1.45 1.80 | 0.83 1.10 1.25 | 0.68 0.85 0.95 | 0.56 0.70 0.78 | 0.52 0.60 0.65 | 0.47 0.52 0.55 | 0.42 0.46 0.49 |
5 | 跨中有側(cè)向支承點(diǎn)的梁(不論荷載作用點(diǎn)在截面高度上的位置) | 10~20 22~40 45~63 | 2.20 3.00 4.00 | 1.39 1.80 2.20 | 1.01 1.24 1.38 | 0.79 0.96 1.0 | 0.66 0.76 0.80 | 0.57 0.65 0.66 | 0.52 0.56 0.56 | 0.47 0.49 0.49 | 0.42 0.43 0.43 |
| | | | | | | | | | | | | |
注:① 同表3-3-3的注③、⑤。
② 表中的適用于Q235鋼。對(duì)其他鋼號(hào),表中數(shù)值應(yīng)乘以。
(3) 軋制槽鋼簡(jiǎn)支梁
軋制槽鋼簡(jiǎn)支梁的整體穩(wěn)定系數(shù),不論荷載的形式和荷載作用點(diǎn)在截面高度上的位置有什么差異,均可按下式計(jì)算:
(3-3-13)
式中、、——分別為槽鋼截面的高度、翼緣寬度和平均厚度。
按公式(3-3-13)算得的大于0.6時(shí),應(yīng)按公式(3-3-12)算得相應(yīng)的替代。
(4) 雙軸對(duì)稱的工字形等截面(含H型鋼)懸臂梁
雙軸對(duì)稱的工字形等截面(含H型鋼)懸臂梁的整體穩(wěn)定系數(shù),可按公式(3-3-11)計(jì)算,但式中系數(shù)應(yīng)按表3-3-5查得,(為懸臂梁的懸伸長(zhǎng)度)。當(dāng)求得的值大于0.6時(shí),應(yīng)按公式(3-3-12)算得相應(yīng)的替代值。
表3-3-5 雙軸對(duì)稱工字形截面(含H型鋼)懸臂梁的系數(shù)
項(xiàng)次 | 荷 載 形 式 | |
| | |
1 | 自由端一個(gè)集中荷載作用在 | 上翼緣 | | | |
2 | 下翼緣 | | | |
3 | 均布荷載作用在上翼緣 | | | |
| | | | | |
注:本表是按支承端為固定的情況確定的,當(dāng)用于由鄰跨延伸出來(lái)的伸臂梁時(shí),應(yīng)在構(gòu)造上采取措施加強(qiáng)支承處的抗扭能力。
(5) 受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)的近似計(jì)算
均勻彎曲的受彎構(gòu)件,當(dāng)時(shí),其整體穩(wěn)定系數(shù)可按下列近似公式計(jì)算:
① 工字形截面(含H型鋼)
雙軸對(duì)稱時(shí):
(3-3-14)
單軸對(duì)稱時(shí):
(3-3-15)
② T型截面(彎矩作用在對(duì)稱軸平面,繞x軸)
A.彎矩使翼緣受壓時(shí):
雙角鋼T形截面:
(3-3-16)
部分T型鋼和兩板組合T形截面:
(3-3-17)
B.彎矩使翼緣受拉且腹板寬厚比不大于時(shí):
(3-3-18)
按公式(3-3-14)至(3-3-18)算得的值大于0.6時(shí),不需按公式(3-3-12)換算成值,當(dāng)按公式(3-3-14)和公式(3-3-15)算得的值大于1.0時(shí),取。