第5章-3梁局部稳定性

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1、1一一、梁局部失稳的概念梁局部失稳的概念横向荷载作用下，梁的受压翼缘和腹板都可能因弯曲横向荷载作用下，梁的受压翼缘和腹板都可能因弯曲压应力和剪应力的作用而发生翘曲失稳，称钢梁丧失压应力和剪应力的作用而发生翘曲失稳，称钢梁丧失局部稳定。局部稳定。产生压应力的原因：产生压应力的原因：(1)截面受弯截面受弯上翼缘受压，上翼缘受压，腹板有受压区腹板有受压区(2)腹板受剪腹板受剪主压应力方向主压应力方向(3)集中荷载集中荷载局部压应力局部压应力2二二、各种受力状态下的局部稳定性各种受力状态下的局部稳定性薄板弹性屈曲，屈曲应力（或临界应力）薄板弹性屈曲，屈曲应力（或临界应力）屈曲系数，屈曲系数，k与应力分

2、布和边界条件有关与应力分布和边界条件有关薄板弹塑性屈曲应力薄板弹塑性屈曲应力222)()1 (12btEkcr为弹性模量修正系数，为弹性模量修正系数， 为弹性嵌固系数。为弹性嵌固系数。3二二、各种受力状态下的局部稳定性各种受力状态下的局部稳定性1、翼缘局部稳定、翼缘局部稳定(2)弹性极限状态弹性极限状态边缘应力边缘应力fy，近似均匀受压近似均匀受压(3)弹性设计时，保证弹性设计时，保证弹性极限弹性极限状态状态不发生局部失稳不发生局部失稳(1)三边简支，一边自由板，受力状态近似为均匀三边简支，一边自由板，受力状态近似为均匀受压，与压杆翼缘板接近，稳定计算方法基本相受压，与压杆翼缘板接近，稳定计算

3、方法基本相同同(按板件宽厚比限值控制）按板件宽厚比限值控制）4二二、各种受力状态下的局部稳定性各种受力状态下的局部稳定性1、翼缘局部稳定、翼缘局部稳定(4)考虑截面塑性发展，考虑截面塑性发展，翼缘基本均翼缘基本均匀受压，应力匀受压，应力fy(5)按按截面截面部分塑性设计时部分塑性设计时(g gx=1.05)，保证保证极限状态极限状态不发生局部失稳不发生局部失稳(6)超静定梁采用塑性设计方法，允许截面出现塑性超静定梁采用塑性设计方法，允许截面出现塑性铰并要求有一定转动能力，翼缘的应变发展很大，甚铰并要求有一定转动能力，翼缘的应变发展很大，甚至达到应变硬化。至达到应变硬化。yfftb/2359/1

4、5二二、各种受力状态下的局部稳定性各种受力状态下的局部稳定性1、翼缘局部稳定、翼缘局部稳定箱梁腹板间翼缘板：箱梁腹板间翼缘板： yftb2354006二二、各种受力状态下的局部稳定性各种受力状态下的局部稳定性2、腹板局部稳定、腹板局部稳定腹板局部屈曲计算分两类：腹板局部屈曲计算分两类：1 1）利用腹板屈曲后强度：承受静力荷载的受弯构件）利用腹板屈曲后强度：承受静力荷载的受弯构件宜在腹板的局部稳定计算中利用腹板屈曲后强度，以宜在腹板的局部稳定计算中利用腹板屈曲后强度，以达到充分发挥材料抗力的性能。达到充分发挥材料抗力的性能。2 2）不利用腹板屈曲后强度：直接承受动力荷载的吊）不利用腹板屈曲后强度

5、：直接承受动力荷载的吊车梁与其它需要计算疲劳的构件在腹板的局部稳定计车梁与其它需要计算疲劳的构件在腹板的局部稳定计算中不考虑腹板屈曲后强度。算中不考虑腹板屈曲后强度。7二二、各种受力状态下的局部稳定性各种受力状态下的局部稳定性2、腹板局部稳定、腹板局部稳定四边支承板，复杂应力状态。四边支承板，复杂应力状态。在在弯曲压应力弯曲压应力、剪应力剪应力、局部压应力局部压应力及相应的联合作及相应的联合作用下发生板件失稳。工程中通过用下发生板件失稳。工程中通过配置各种加劲肋配置各种加劲肋保证保证腹板的局部稳定性。腹板的局部稳定性。 8二二、各种受力状态下的局部稳定性各种受力状态下的局部稳定性2、腹板局部稳

6、定、腹板局部稳定对简支梁，哪些区格主要对简支梁，哪些区格主要 受有剪应力作用？受有剪应力作用？ 正应力作用？正应力作用？ 剪应力和正应力联合作用？剪应力和正应力联合作用？ 局部压应力？局部压应力？9二二、各种受力状态下的局部稳定性各种受力状态下的局部稳定性2、腹板局部稳定、腹板局部稳定（1）纯弯）纯弯222012(1)wcrtKEh四边简支板四边简支板屈曲系数屈曲系数min23.9K加荷边简支，其余两加荷边简支，其余两边固定边固定6 .39minK20100445wcrth腹板简支于翼缘：腹板简支于翼缘：腹板固定腹板固定于翼缘：于翼缘：20100737htwcr10二二、各种受力状态下的局部稳

7、定性各种受力状态下的局部稳定性梁腹板与受拉翼缘：基本属于完全固定梁腹板与受拉翼缘：基本属于完全固定梁腹板与受压翼缘：梁腹板与受压翼缘： a a、刚性铺板或焊有钢轨，上翼缘不能扭转，腹板上边、刚性铺板或焊有钢轨，上翼缘不能扭转，腹板上边缘近于固定。即翼缘扭转受到约束，对四边简支板的临缘近于固定。即翼缘扭转受到约束，对四边简支板的临界应力乘以界应力乘以66. 120100737htwcr23. 1b b、无刚性构件连接介于固定和铰接之间。、无刚性构件连接介于固定和铰接之间。即翼缘扭转未受到约束，对四边简支板的临界应力乘以即翼缘扭转未受到约束，对四边简支板的临界应力乘以20100547htwcr11

8、二二、各种受力状态下的局部稳定性各种受力状态下的局部稳定性取取 ，以保证腹板在边缘屈服前不发生屈曲，则，以保证腹板在边缘屈服前不发生屈曲，则ycrfywfth2351770ywfth2351530翼缘扭转受到约束翼缘扭转受到约束翼缘扭转未受到约束翼缘扭转未受到约束满足此式，在满足此式，在纯弯曲作用下，纯弯曲作用下，腹板不会丧失腹板不会丧失稳定稳定GB50017GB50017规范采用国际通行的规范采用国际通行的通用高厚比通用高厚比cryf/0235177/0ywbfth235153/0ywbfth12二二、各种受力状态下的局部稳定性各种受力状态下的局部稳定性2/bycrf2/1 . 1bcrf8

9、5. 0bfcr25. 185. 0b弹性临界应力：弹性临界应力：GB50017GB50017规范用规范用1.11.1f f代替代替f fy y：规范给出三个临界公式，分别适用于塑性、弹塑性、弹规范给出三个临界公式，分别适用于塑性、弹塑性、弹性范围：性范围：fbcr)85. 0(75. 01 25. 1b2/1 . 1bcrf13二二、各种受力状态下的局部稳定性各种受力状态下的局部稳定性考虑到残余应力和几何缺陷，把塑性范围缩小到考虑到残余应力和几何缺陷，把塑性范围缩小到85. 0b弹性范围推迟到弹性范围推迟到 ，中间为弹塑性范围。，中间为弹塑性范围。25. 1b14二二、各种受力状态下的局部稳

10、定性各种受力状态下的局部稳定性2、腹板局部稳定、腹板局部稳定（2）纯剪）纯剪 主压应力方向失稳主压应力方向失稳2022)1 (12htEKwcr对四边简支板，屈曲系数对四边简支板，屈曲系数K K近似取用：近似取用：) 1/(34. 50 . 4020haahK) 1/(0 . 434. 5020haahK15二二、各种受力状态下的局部稳定性各种受力状态下的局部稳定性2、腹板局部稳定、腹板局部稳定（2）纯剪）纯剪 主压应力方向失稳主压应力方向失稳23. 1考虑到翼缘对腹板的约束作用，取嵌固系数考虑到翼缘对腹板的约束作用，取嵌固系数crvsf/GB50017GB50017规范采用通用高厚比规范采用

11、通用高厚比 ，给出用，给出用于塑性、弹塑性和弹性范围三个公式：于塑性、弹塑性和弹性范围三个公式：vcrsf8 . 0fscrs)8 . 0(59. 01 2 . 18 . 02/1 . 12 . 1svcrsf)0 . 1/(235)/(34. 5441/0200hafahthyws)0 . 1/(235)/(434. 541/0200hafahthyws其中：其中：16二二、各种受力状态下的局部稳定性各种受力状态下的局部稳定性2、腹板局部稳定、腹板局部稳定（2）纯剪）纯剪 主压应力方向失稳主压应力方向失稳当腹板不设加劲肋，当腹板不设加劲肋，K K5.345.34。若要求。若要求 ，则，则vc