焊接箱形梁腹板考虑屈曲后性能的极限承载力
发布时间：2007-12-16 14:06:25点击率：
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技术类别：机械技巧
本文将9根典型梁的极限强度的理论计算值与公式(1)(γR=1.0)及美国“规范”(AISC-LRFD-1993)作了比较，计算结果如表1所示。通过对比可以发现，焊接箱形梁腹板存在较大的屈曲后强度可以利用，并且应用本文提出的简化分析方法是安全可行的。
表1 受剪腹板极限强度计算结果对比 kN
编号
h0/tw
a/h0
GBJ
17-88
有限元
结果
本文公式
(1)
美国
规范
LB1
200.0
1.00
278.2
617.7
513.6
641.1
LB2
200.0
1.25
235.3
570.0
471.0
579.2
LB3
200.0
1.67
202.0
491.9
400.9
500.2
LB4
162.5
1.23
292.0
560.5
459.4
519.0
LB5
162.5
1.54
257.8
462.1
423.1
469.9
LB6
162.5
2.05
230.6
472.3
369.6
411.6
LB7
125.0
1.60
328.0
479.1
423.9
427.5
LB8
125.0
2.00
302.2
414.1
399.3
395.7
LB9
125.0
2.67
281.3
450.5
363.9
361.2
2 箱形梁腹板在正应力作用下的屈曲后强度
正应力作用下腹板屈曲后强度的机理与受剪板不同［1］，它主要依靠横向薄膜拉力对变形的约束作用而提高其承载力，屈曲后强度的计算通常采用有效截面的办法。有效宽度的分布原则是：受拉区全部有效，受压区应力大的一侧有效宽度小于应力小的一侧。梁腹板截面的应力分布如图3所示。
图3 正应力分布模式
对于图3所示情况：
（6）
对于内外加劲的箱形梁，其有效宽度系数ρ的计算公式可如下确定：
λb为腹板抗弯时的换算高厚比，由于箱形梁整体稳定性好，取χb=1.61，则有
（8）
公式(7)与“规范”(GBJ17-88)的比较如图4所示。
图4 公式(7)与“规范”(GBJ17-88)的比较
1-本文公式(7)；2-GBJ17-88公式
有效截面确定以后，截面的大抵抗弯矩Me可以确定，即
(9)
式中，Wec及Wet分别为有效截面受压及受拉抵抗矩。
应用本节所述简化分析方法对8根箱形梁在纯弯曲作用下的极限荷载进行了分析，并与理论计算结果进行了比较，如表2所示。由表2可以看出，采用简化分析方法是安全可行的。
表2 箱形梁(单肋或双肋)在纯弯曲作用下的极限荷载 kN*m |
编号
LL1
LL2
LL3
LL4
LL5
LL6
LL7
LL8
理论计算Mu
1530.6
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