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* 1、腹板屈曲后强度利用 在进行刚架梁、柱构件的截面设计时,为了节省钢材,允许腹板发生局部屈曲,并利用其屈曲后强度。门式刚架的构件剪应力最大处往往弯曲正应力也最大,翼缘对腹板没有约束作用,工字形截面构件腹板的受剪板幅,当腹板的高度变化不超过60mm/m时,其抗剪承载力设计值可按下列公式计算: (1) 式中 fv ——----钢材的抗剪强度设计值; f ′v ——腹板屈曲后抗剪强度设计值; hw ——----腹板板幅的平均高度; λw——----参数公式(2)进行计算。 式中 a——-----腹板横向加劲肋的间距; kτ——---腹板在纯剪切荷载作用下的屈曲系数。当不设中间加劲肋时kτ=5.34。 (2) 腹板的有效宽度: 当工字形截面梁、柱构件的腹板受弯及受压板幅利用屈曲后强度时,应按有效宽度计算其截面几何特性。有效宽度取为: 当腹板全部受压时 he =ρhw (a) 当腹板部分受拉时,受拉区全部有效,受压区有效宽度为 he =ρhc (b) 式中 he——腹板受压区有效宽度; ρ——有效宽度系数,按下列公式进行计算: 当λρ≤0.8时 ρ=1 当0.8λρ≤1.2时 ρ=1-0.9(λρ-0.8) 当λρ1.2时 ρ=0.64-0.24(λρ-1.2) 式中λρ——与板件受弯、受压有关的参数,按下式计算。 (3) 式中 κσ——板件在正应力作用下的屈曲系数。 (4) β=σ2/σl为腹板边缘正应力比值,以压为正,拉为负, 1≥β≥-1; 当腹板边缘最大应力σ1f 时,计算λρ时可用γRσ1代替(3)式中的fy ,γR为抗力分项系数,对Q235钢材,γR =1.087;对 Q345钢材,γR =1.111。为简单起见,可统一取γR =1.1。 2、 刚架梁、柱构件的强度计算 1)工字形截面受弯构件在剪力V和弯矩M共同作用下的强度应符合下列要求: 当V ≤ 0.5Vd时 M ≤ Me 当0.5Vd V ≤ Vd时 当截面为双轴对称时 Mf = Af(hw+t)f 式中 Mf——两翼缘所承担的弯矩; We——构件有效截面最大受压纤维的截面模量; Me——构件有效截面所承担的弯矩,Me=Wef; Af——构件翼缘的截面面积; Vd——腹板抗剪承载力设计值。 2)工字形截面受弯构件在剪力V、弯矩M和轴力N共同作用下的强度应符合下列要求: (5) 式中 Ae ——有效截面面积; MNf——兼承压力时两翼缘所能承受的弯矩。 3、刚架柱整体稳定计算 1)变截面柱在刚架平面内的整体稳定按下列公式计算: (6) 式中 N0——小头的轴线压力设计值; M1——大头的弯矩设计值; Ae0——小头的有效截面面积; We1——大头有效截面最大受压纤维的截面模量; φxγ——杆件轴心受压稳定系数,按楔形柱确定其计算长度,取小头截面的回转半径,由GB 50017规范查得; βmx——等效弯矩系数。由于轻型门式刚架都属于有侧移失稳,故βmx=1.0; N′Ex0——参数,计算λ时回转半径i0以小头截面为准。
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