钢构件的宽厚比如何使用?
构成钢结构构件的常常是若干板件。截面板件宽厚比等级这一概念,是由《钢结构设计标准》GB50017一2017提出来的,是用来度量截面厚实程度的,是能防止板件过早屈曲的重要举措,也对板件塑性能否发展以及发展的深度起着决定作用,可以影响板件的局部稳定以及构件的稳定。它的确定能够决定钢构件的承载力,还有受弯、压弯构件的塑性转动变形能力,即延性耗能能力。构件的截面板件宽厚比等级就是截面承载力以及塑性转动能力的一种表征。不同板件宽厚比等级对应的截面应力状态见表2-2-8。
从塑性设计相关角度来讲,还有抗震设计相关角度来说,板件的宽厚比等级所体现的,是截面塑性转动以及延性耗能能力的等级,能够借助规定不同构件的截面板件宽厚比等级,达成塑性较的出铰顺序,进而实现性能化设计。《钢结构设计标准》GB 50017 - 2017给出了压弯构件的截面板件宽厚比等级以及限值,也给出了受弯构件的截面板件宽厚比等级以及限值,具体见表2 - 2 - 9。笔者的理解如下:。
(1)相比于梁等受弯构件以及压弯构件,宽厚比等级应用更多的情况是这样的状态,然而对于轴心受力构件而言,却并非有着如此复杂的状况。轴心受拉构件不具备失稳方面的问题,轴心受压构件呈现的是全截面应力均匀分布的情形,这种情况下不容易产生塑性变形。只有在其出现失稳的时候,才会出现边缘纤维先屈服的那种状态,所以轴心构件应当以控制长细比作为主要方面,不适合考虑塑性发展,应该按照弹性设计来进行思量,在此种状况下的宽厚比限值主要是用于防止板件局部失稳,而并非是为了保证能充分发挥钢材塑性而做出的相关要求。
(2)由于S4级的板件容易出现局部屈曲排在先,在此之前构件不会发展出塑性,S5级的板件同样容易呈现局部屈曲处在先,构件也不会发展塑性,所以在这个时候截面塑性发展系数只能选取1.0。
(3)S1级与S2级,是允许截面出现很大塑性的,而要保证钢材塑性得以充分发挥,就得有更严格的宽厚比限值,所以能够进行塑性设计。
塑性设计时要注意以下几点:
1)材料的屈强比不要大于0.85,得有明显的屈服台阶,并且伸长率不能小于20%。
2)柱端弯矩及水平荷载产生的弯矩不得进行调幅。
3)构成抗侧力支撑的梁、柱构件不得进行弯矩调幅。
(4)有着H形截面,表2-2-9针对压弯构件与之受弯构件运用了不一样的计算方法,依据《钢结构设计标准》GB50017 - 2017的第3.51条。
(2-2-3)
以对称截面为例,当轴力为零时,腹板边缘最大压应力

和腹板计算另一边缘相应的应力
大小相等,符号相反,由式(2-2-3)可得,参数
把这个值代入到表2-2-9里中压弯构件的计算公式去进行计算,能够发觉它的限值跟H形钢截面受弯时腹板的宽厚比基本上是一样的。受弯构件的计算方式仅仅是为了应用起来便利,也就是说,受弯构件是压弯构件的其中一种特殊形式。
(5)针对那种工字形以及箱形截面的压弯构件,一旦其腹板高厚比超过S4级,就得依据《钢结构设计标准》GB50017 - 2017里面的第8.4.2条规定,采用有效截面去替换实际截面来展开核算。而对于实腹式轴心受压构件,在轴心压力小于稳定承载力的这种状况下。
当时,板件宽厚比的限值能够依照《钢结构设计标准》GB50017 - 2017的第7.3.2条规定,把第7.31条的宽厚比限值去乘以放大系数。
认准,当针对受弯构件板件宽厚比限值没达到要求之际,要适度去放置加劲肋,也能够思索楼板所起到的作用,当中。
是为轴心受压构件的稳定系数,N是轴力,A乃构件截面面积,f为钢材的强度设计值。
(6)由梁与柱相连构成框架结构,在地震发生时,框架乃是抵抗地震作用的关键构件,此时构件宽厚比的限值还得符合不同抗震等级对于构件宽厚比的要求,此要求可见表 2-2-10,而该表对于设计人员而言应用起来更为简便。
(7)在那种设防烈度比较低,然而风荷载却很大的结构情形下,当满足竖向荷载以及风荷载之时,就已然满足了中大震不屈服状态下的抗震承载力具体要求,这个时候地震工况对于结构的延性需求并不是很高,《建筑抗震设计规范》(2016年版)GB50011 - 2010针对板件宽厚比的相关要求等结构的抗震构造措施能够适当给予放松。所以,在进行设计的时候应当留意对于控制工况的剖析与钻研。
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