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6 4 局部穩(wěn)定驗(yàn)算6、4.1.根據(jù)我國學(xué)者胡春農(nóng),夏志斌等的研究表明 見,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的若干理論。胡春農(nóng)等編.中國鐵道出版社。1984年。第36頁和、鋼結(jié)構(gòu),原理和設(shè)計(jì).夏志斌等編、中國建筑工業(yè)出版社 2004年,第287頁.盡管對某些鋼結(jié)構(gòu)的板件來說,屈曲后的承載潛力仍然不小 但對直接承受動力荷載的鋼腹板板件穩(wěn)定計(jì)算則不考慮腹板屈曲強(qiáng)度。因?yàn)槎啻畏磸?fù)屈曲可能導(dǎo)致腹板出現(xiàn)疲勞裂紋.在分析由加勁肋分割成的腹板穩(wěn)定性時(shí)則按荷載作用在中面內(nèi)的彈性矩形薄板考慮 因梁的用途不同和被加勁肋分割的腹板各區(qū)格位置不同。各腹板區(qū)格所受的荷載也就各不相同。在確定組合梁的腹板矩形板的邊界條件時(shí).由于翼緣板上有混凝土橋面板連接.使受壓翼緣的扭轉(zhuǎn)受到約束、但考慮混凝土橋面板與鋼翼緣存在一定的滑移問題 又不能認(rèn)為兩者完全固結(jié),只能按彈性約束考慮、另外、鑒于豎向加勁肋或水平加勁肋的剛度與腹板剛度相差不多，所以視為腹板簡支于這些加勁肋上的板塊考慮。即腹板在加勁肋處可以自由轉(zhuǎn)動。但不能作側(cè)向位移，6，4.2，6,4、3，梁喪失局部穩(wěn)定性會改變梁的受力情況.降低梁的整體穩(wěn)定性和剛度。因此 應(yīng)嚴(yán)肅對待梁的局部穩(wěn)定性問題。為保證鋼梁腹板的局部穩(wěn)定性，要求設(shè)置一定數(shù)量的加勁肋。簡支梁的梁端區(qū)格主要受剪力作用,跨中區(qū)格受彎矩正應(yīng)力作用.其他區(qū)格則受剪力和正應(yīng)力的共同作用。有時(shí)還承受集中力.根據(jù)薄板的彈性屈曲理論，梁腹板在周邊應(yīng)力作用下的彈性臨界應(yīng)力可用下式表達(dá)，式中、χ，支承邊的彈性約束系數(shù) 對簡支板取1，0。k.彈性屈曲系數(shù)，t。b。板厚和板寬.μ，泊松比.取0，3、Es，鋼材彈性模量，1，受剪構(gòu)件的臨界應(yīng)力τcr可由下式計(jì)算.其中ks為板受剪時(shí)的屈曲系數(shù),當(dāng)矩形板長a大于板寬h時(shí),ks,5 34 4.hw，a,2,當(dāng)a大于hw較多時(shí)。ks取為5、34，另外、Q345q鋼的容許剪力,τ。為120MPa,取自行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、TB，10002,2。2005表3 2.1，下同,安全系數(shù)取1,72 則τcr。1 72、120、207、MPa,代入式.8，并解得hw，tw。70 考慮板面不平等不利因素，乘以0，715的折減系數(shù) 則得hw。tw.50,由此可知，當(dāng)hw tw、50時(shí)。對無局部壓應(yīng)力。σc。0。的梁、可以不設(shè)置中間豎向加勁肋 但對有局部壓應(yīng)力，σc，0。的梁，仍應(yīng)按構(gòu)造配置豎向加勁肋、2、受彎板件 對于周邊簡支、并承受彎曲法向應(yīng)力時(shí),其臨界應(yīng)力按式。9。計(jì)算，式中,ks。屈曲系數(shù),四邊簡支板的最小值取23、9 Q345q鋼的容許軸向應(yīng)力、σ.取200MPa，且令安全系數(shù)為1 15,折減系數(shù)為1 0，則σcr.1 0。1。15.200,230.MPa，將此值代入式,7、解得hw、tw。140?？紤]到其他不利因素 限值取為hw.tw,120，若豎向加勁肋的間距小于腹板高度、則b代表豎向加勁肋的間距 a代表腹板高度h,根據(jù)橋梁的實(shí)踐情況。認(rèn)為豎向加勁肋的間距不會小于腹板高度的一半.令b，hw、1、5.0。66hw.屈曲系數(shù)ks.4，0 5。34，a hw 2、4.0、5,34 0.66hw hw，2，6，32、令τcr，τy,1。3τ.τ為腹板的平均剪力 1。3為安全系數(shù)。由式 10,解得豎向加勁肋的間距為 但不得大于2.0m.計(jì)算表明.若b 0、5h 則安全系數(shù)大于1 3、即更為安全 因此.當(dāng)120 hw，tw時(shí),應(yīng)設(shè)置中間豎向加勁肋、其間距.且不應(yīng)大于2、0m.3 當(dāng)設(shè)置一道水平加勁肋.并將其設(shè)在離受壓翼緣為hw，5時(shí)。其臨界應(yīng)力為,式中。kb 屈曲系數(shù),在豎肋和水平肋并用時(shí)。將水平肋置于距受壓翼緣hw，5時(shí),可使板件屈曲系數(shù)kb值達(dá)到129，按水平肋抗彎剛度足以使板件在設(shè)肋處不發(fā)生屈曲考慮、考慮到當(dāng)腹板高度不大時(shí),水平肋離翼緣太近將使構(gòu)造細(xì)節(jié)難于布置.這時(shí)可將其置于距受壓翼緣hw、4處,其屈曲系數(shù)將降為93。因此取93進(jìn)行計(jì)算,Q345q鋼的容許軸向應(yīng)力。σ。取200MPa。安全系數(shù)取1.4,則σcr、1.4、200 280,MPa 代入式，11,并解得。hw.tw。250，考慮到其他不利因素、限值取為hw.tw.210。所以.本規(guī)范規(guī)定、當(dāng)210.hw.tw、120時(shí)。除設(shè)置豎向加勁肋外,還宜在距壓翼緣hw.5處設(shè)置水平加勁肋，4.當(dāng)設(shè)置兩道水平加勁肋,并將其分別設(shè)在離受壓翼緣0，14hw和0，36hw附近，得到高厚比限值為hw，tw、300 即當(dāng)300，hw.tw.210時(shí)，宜在距壓翼緣0 14hw和0,36hw處設(shè)置兩道水平加勁肋。6 4,4。加勁肋應(yīng)有足夠的剛度,使其成為腹板的不動支點(diǎn) 當(dāng)腹板發(fā)生翹曲時(shí),加勁肋條仍能保證平直,為了使梁的整體穩(wěn)定不致產(chǎn)生人為的側(cè)向偏心，加勁肋最好兩側(cè)成對配置、特殊需要時(shí)也可單側(cè)布置 在腹板兩側(cè)成對配置豎向加勁肋時(shí).其截面尺寸和其剛度要求采用現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、JTJ 025。86第1，5，10條第四。五兩款規(guī)定的內(nèi)容.因?yàn)檫@些規(guī)定值都是公路和鐵路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范多年沿用的實(shí)踐數(shù)據(jù).當(dāng)在腹板單側(cè)配置加勁肋時(shí) 加勁肋的尺寸和剛度要求采用觀行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.JTJ、025,86第1，5，10條第六款規(guī)定的內(nèi)容。6,4 5、支承加勁肋是指梁的支座處或較大固定集中荷載處的豎向加勁肋.其作用是把固定集中力或支座反力通過加勁肋傳給梁腹板、避免使腹板局部壓屈。支承加勁板在腹板兩側(cè)設(shè)置.其受力如同軸心受壓柱、在支座反力或集中荷載下,支承加勁肋連同其附近的腹板有可能在腹板平面外失穩(wěn),因而.設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證其在腹板平面外的整體穩(wěn)定。其穩(wěn)定性按軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定公式考慮，但其截面積A則包括加勁肋面積和加勁肋兩側(cè)各范圍內(nèi)的腹板面積之和.