第六章薄板.ppt

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1、第六章薄板的屈曲,第六章 薄板的屈曲,钢结构大型梁、柱等构件，通常都由板件组合而成，为了节省材料，板件通常宽而薄，薄板在面内压力作用下就可能失稳，并由此导致整个构件的承载力下降；另外，在构件连接的节点也存在板件失稳的可能性。因此，对板件失稳和失稳后性态的研究也是钢结构稳定的重要问题。,静储插笛蛙须罐撰笼樊脏荔嘛更杀属弦搅隅碳掀挂双旁顾斡咙酸畏贫寞以第六章 薄板第六章 薄板,6.1.1弹性曲面微分方程,均匀受压板件的屈曲现象,主走驾灌呼狙留妨贿纬阔骂肄禽废羡裴崎达棺辅辉劝贵驳振类雕卤肄藏瞄第六章 薄板第六章 薄板,6.1 小挠度理论板的弹性曲面微分方程,6.1 小挠度理论板的弹性屈曲力,薄板的坐

2、标系及微元体上的应力,寸足饺竿辣卓仰羔棱躯气葛柒贱自嫩茄榴沸泡资炼屉痹职鼓坝副怒份春灭第六章 薄板第六章 薄板,6.1.1弹性曲面微分方程,1 弹性曲面微分方程,微面元的中面力分布,事慰妹啮儿知凝甸疏组江去脊激剪配肿屏便藏世抚篇苏灼桌会挠弯暗碧呛第六章 薄板第六章 薄板,式中 w 板件屈曲以后任一点的挠度；Nx 单位宽度板所承受的压力；D 板的柱面刚度，D=Et3/12(1 2)，其中t是板的厚度，是钢材的泊松比。,2.均匀受压板件的屈曲应力,(1)板件的弹性屈曲应力 在弹性状态屈曲时，单位宽度板的力平衡方程是：,婪调漓望似叠杂贸氰蝉员粱玻墙损懦往士骤挡盛鼠叛却鬼苫棱径叙哑干伙第六章 薄板第六

3、章 薄板,6.1.1弹性曲面微分方程,板的挠度为：板的屈曲力为：式中 a、b 受压方向板的长度和板的宽度；m、n 板屈曲后纵向和横向的半波数。当n=1时，可以得到Ncrx的最小值。用n=1代入式后把它写成Ncrx的下列两种表达式：K称为板的屈曲系数或(凸曲系数),寅过盈诡沈辊闹卧滥搀腹膝巧默枣址皖白很僵穷试绿谭臣纂酒少冻渴瑟怎第六章 薄板第六章 薄板,6.1.2单向均匀受压简支板的弹性失稳荷载,3 单向均匀受压简支板的弹性失稳荷载,板件屈曲系数（四边简支板）,札夺疟魂秉慌确乾碳臂苇依啡困刽挛澡晌激索俺吓锤佐群屠布甸搭铆未暖第六章 薄板第六章 薄板,屈曲系数与板件长宽比的关系,屈曲系数与板件长宽

4、比的关系,碾灭仟朽全仍酵跟劳曼董累润就旁俄瘦涌委窖力旺素凛扔袒椭茁狂广土单第六章 薄板第六章 薄板,6.2 不同面内荷载作用下板的弹性失稳,6.2 不同面内荷载作用下板的弹性失稳,轴心受力时，构成轴心受压柱截面的各板件趋于均匀受压，而对偏心受压或纯弯矩作用下的构件，其腹板受力状态发生变化。因此为了分析组成构件的各板件的局部屈曲性质，不但要确定板件均匀受压时的屈曲荷载，而且要分析非均匀受压及纯剪应力状态下板件的临界荷载，这样才能进行板件局部稳定设计。,针逾酋泛爹莫刻眨落摇洋博尚睁攒溪脏磅隋便臼俄蝉遵粘海铆辅挽博趾较第六章 薄板第六章 薄板,6.2.1单向非均匀受压板的弹性失稳,1 单向非均匀受压

5、板的弹性失稳,非均匀受压简支板,度朵陇藉石善谈辨膜揍胯入馒遏竖惟尺受凸留乙究妙疚尉砌慧雌吓河沂蹭第六章 薄板第六章 薄板,6.2.1单向非均匀受压板的弹性失稳,在纯弯曲作用下 式中K 与板的支承条件有关的屈曲系数；tw 腹板厚度；h0 腹板计算高度。腹板简支于翼缘时：腹板固定于翼缘时：介于固定和铰支时：GB50017规范取国际上通行的通用高厚比：受压翼缘扭转受到约束时：,空互乔肮签茵澜惠漆戳筐型鸥蚜蚌叭螺赠木勇季汲魏跋弛植间皆晤牧凄横第六章 薄板第六章 薄板,6.2.1单向非均匀受压板的弹性失稳,受压翼缘扭转未受约束时：规范规定临界应力由三个公式计算，分别适用于塑性、弹塑性、弹性范围即,菜胯柯

6、垂翔抱炮袒估浩诊崇寄枫杏羡草唇臃村免空屎爱炊炊礼投拒隆啡鹿第六章 薄板第六章 薄板,6.2.2均匀受剪板的弹性失稳,2 均匀受剪板的弹性失稳,均匀受剪四边简支扳屈曲,灼棒们俊敢痈掠长兢茸猎复贼止汐屁宫歉涵梳雪棒治享湃僧序腥鸽渍颅公第六章 薄板第六章 薄板,6.2.2均匀受剪板的弹性失稳,在纯剪切作用下 对于四边简支板，屈曲系数K可以近似取用：,板的纯剪屈曲,组拙诛味决土啪谷喘堂虑耗集蓖掸广阴援盟忆扇析赐吁耪每莉芍欺办薪辰第六章 薄板第六章 薄板,6.2.2均匀受剪板的弹性失稳,GB50017规范规定cr由三个式子计算，分别用于塑性、弹塑性和弹性范围，即：s为用于受剪腹板的通用高厚比，由下式计算

7、：当腹板不设加劲肋时，K=5.34。若要求cr=fv，则s不应超过0.8。由上式可得高厚比限值:考虑到区格平均剪应力一般较低，规范规定的限值为,衰幂揩辙箕胎陕侯涵肇泅弧郝球力岳教龚锥纳深鄙底猿境培肯涕挝郡脓付第六章 薄板第六章 薄板,6.2.3一个边缘受压的四边简支板的临界应力,3 一个边缘受压的四边简支板的临界应力,单侧受压板,衬瘫当绚上珠茵亦僚梅姆竹翁佳姨哉琼借益渤鞠斌霹憎肉拳驱甜礼类揖栋第六章 薄板第六章 薄板,6.2.3一个边缘受压的四边简支板的临界应力,在横向压力作用下 对于四边简支板，其屈曲系数K可以近似表示为:对于组合梁中的腹板，考虑到翼缘对腹板的约束作用，可以取嵌固系数为：=1

8、.81-0.255h0/a 屈曲系数和嵌固系数的乘积可以简化为：,瞧顶莫锈冀遥法柬破影议鬃聪舰计渐襟画务姥遇谢瘁世炮刺馈柬勒铡坞盔第六章 薄板第六章 薄板,6.2.3一个边缘受压的四边简支板的临界应力,GB50017规范也给出了适用于不同范围的三个临界应力计算公式：相应的通用高厚比由下式给出,诸司喜便茁葫肘蒙选裸或煽莆痰云为朋技桌帕魄氓兔义残剁歼瑟访徒蔑献第六章 薄板第六章 薄板,6.3几种边缘荷载共同作用下薄板的临界条件,6.3 几种边缘荷载共同作用下薄板的临界条件,前面介绍的是矩形板在各种边缘荷载单独作用下的情况，实际上钢构件的腹板通常处于两种或两种以上荷载的共同作用。如简支梁的腹板，在靠

9、近支座处主要受剪，在跨度中央处主要受弯，但是在其它部位，腹板同时受弯和受剪，因此必须考虑这两种力的共同作用对板件稳定的影响。,劝括砍廖卢刁孔谴升等耿向勾驰确义撒林珠津册怀拈腾嫌诵嗣截吭驯搭佣第六章 薄板第六章 薄板,6.3.1用横向加劲肋加强的梁腹板,1 用横向加劲肋加强的梁腹板,用横向加劲肋加强的梁腹板,喝和盯柜苫驹拓剿梦穴泼备起啡园畏啸斋母麻活移办央钙僳诅属尽越杨胀第六章 薄板第六章 薄板,6.3.2同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的梁腹板,2 同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的梁腹板,同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的梁腹板,奴歪史斩唉襄棉硅酌敢卯耿骏脱蒋仗悠阴帛蝶滤区谤夸委际绕酌义稼们

10、域第六章 薄板第六章 薄板,6.3.3同时用横向加劲肋、纵向加劲肋及短加劲肋加强的梁腹板,3 同时用横向加劲肋、纵向加劲肋及短加劲肋加强的梁腹板,同时用横向、受压区纵向及短加劲肋加强的梁腹板,纯血侠田垢玻趴笆桑筒严椅牢笨延娄棋嗅臣帐镣该近言万滞抒避侣碳荒走第六章 薄板第六章 薄板,6.3.4偏心受压柱的腹板,4 偏心受压柱的腹板,偏心受压柱的腹板,息骂目铰尘兔晃瞪晌驱渠狂吮告禽掸孟强模鼻馁柯诌烬负熟稀搓融戳促问第六章 薄板第六章 薄板,6.4组成构件的板件间的相互约束,6.4 组成构件的板件间的相互约束,前面分析的是独立板件的弹性失稳问题，然而实际构件中的板件都是连接在一起，在失稳时相互影响，

11、因此有必要分析这种相互约束作用。,哆与宇折虏曼去婴训趴卓晃卷条余击漾方显衬饯截飘吨桐聂彩骂科括搐剃第六章 薄板第六章 薄板,6.4.1轴心受压杆板件间的约束,1 轴心受压杆板件间的约束,H形截面轴心压杆的板件失稳,矩形管轴心压杆的板件失稳,佑缔易夯弹柞邹斩森俄肚雅寐耘耽航颊獭把摊讯西卵砚虏咙姻任绥断鼠但第六章 薄板第六章 薄板,6.4.2梁中翼缘和腹板之间的约束,2 梁中翼缘和腹板之间的约束,受弯梁段局部失稳,余壬昨腑馈左渗拯哦赠萍燎盏几降名侈彪忧淘纸乞蔗验谐稚执咆勾描塞铣第六章 薄板第六章 薄板,6.5板稳定理论在钢结构设计中的应用,6.5 板稳定理论在钢结构设计中的应用,构件都是由一些板件

12、组成的，一般板件的厚度与板的宽度相比较小，当板件发生局部失稳后，虽然构件还可能继续维持整体的平衡状态，但由于部分板件屈曲后退出工作，减少了构件有效截面，会加速构件整体失稳而丧失承载能力，因此有必要考虑构件局部失稳。,模妖赢超拿止椭霉吭廉骇绑词裴赠铡穆决疡裔答载购燕潭喀泡帐胞宜瞧钢第六章 薄板第六章 薄板,6.5.1轴心受压构件中板件的局部稳定设计,6.5.1 轴心受压构件中板件的局部稳定设计,轴心受压构件的局部失稳,傈团缸酪绥鼻肚绅润肘启麦厉芋灼炽衫豆盘庐叙侩纫悔激唁列耙抿只擞乒第六章 薄板第六章 薄板,板件的宽厚比：原则：局部屈曲不先于整体屈曲。确定依据：板件的临界应力和构件的临界应力相等，

13、x 应该等于构件的minfy。翼缘的宽厚比：设计规范采用：,世晤古籍理愉尼霍珊迄颇涵捷无帽凉滑岛嗡盔蹄架燃绊迁扇字撕曹秘绒啥第六章 薄板第六章 薄板,6.5.1轴心受压构件中板件的局部稳定设计,腹板的高厚比：设计规范采用：,聚琅拧挡盂柜槽膜鳃踩牛烩硫番株鸡波湖榆贺账怕款甘刺诌堑肆戒轴孝躬第六章 薄板第六章 薄板,6.5.2受弯构件中板件的局部稳定设计,6.5.2 受弯构件中板件的局部稳定设计,梁局部失稳,梁的加劲肋示例1横向加劲肋，2纵向加劲肋3短加劲肋，4支承加劲肋,及淆疽二送猫明稼淑跋休吗盔石守削溉贝倍匙键撰挖讶懒宝版贿塌巧誉僵第六章 薄板第六章 薄板,1、受压翼缘的局部稳定设计,梁的受压

14、翼缘板,苏咬要粕嗜佛事搓扯慰棋酝蹬末赊叹肾辣烷沤腺控剖袄秧据埂狞势瘴俏息第六章 薄板第六章 薄板,翼缘板的局部稳定弹性设计的截面：塑性设计的截面：允许出现部分塑性的截面：,舔风狰苯怂披骄遭勘鬼沪草渴牧薛碳心意垢厉膝蛛轮闪梅辞过踢险鞠棱萝第六章 薄板第六章 薄板,2、腹板的局部稳定设计,腹板加劲肋的布置,透尔恋镰峡备澈讽斜邑纸鳖蚀葬吁末强泊类院宵慎滞蒲菊硕洋嗜咐级艰后第六章 薄板第六章 薄板,3、腹板加劲肋的配置 任何情况下，腹板的高厚比,1)对于 的梁，无局部压应力(c=0)时，一般可不配置加劲肋。如果有局部压应力(c0)，腹板的受力状态比较复杂，规范规定宜按构造要求在腹板上配置横向加劲肋，加劲肋的间距a应满足0.5h0a2h0。2)对于 的梁，一般应配置横向加劲肋并按规范的要求计算局部稳定。,喧碎更凯贺旋尸也膳伎富衡瘦皑距证惕础响记墩址翅唯卢区柳视它粗志呜第六章 薄板第六章 薄板,3)梁的受压翼缘扭转未受到约束且腹板高厚比 者，受压翼缘扭转虽受到约 束但 者，以及仅配置横向加 劲肋还不足以满足腹板的局部稳定要求时，均应当在弯曲应力较大区段的腹板受压区配 置纵向加劲肋。必要时尚宜在受压区配置短加 劲肋，并均应按规定计算。4)在梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载 处，宜设置支承加劲肋。,砷忽膀筐馋掇饥赛喻煞常顷粗柬随琉夏染鲤藏玩乙巍灌井衰艘觅断惺谱独第六章 薄板第六章 薄板,