2010年一級注冊建筑師鋼結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)精選(26)

　　( 2 )整體穩(wěn)定

　　1 )基本概念

　　鋼梁最常用的截面是工字形(含 H 形)，工字形截面的一個顯著特點是兩個主軸慣性矩相差極大，即 Ix ≥Iy (設(shè) x 軸為其強軸如圖 6-33 示， y 軸為其弱軸)。因此，當跨度中間無側(cè)向支承的梁在其最大剛度平面內(nèi)受荷載作用時，當荷載還不大，梁基本上在其最大剛度平面內(nèi)彎曲，但當荷載大到一定數(shù)值后，梁將同時產(chǎn)生較大的側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，最后很快地使梁喪失繼續(xù)承載的能力。出現(xiàn)這種現(xiàn)象時，就稱為梁喪失了整體穩(wěn)定性，或稱發(fā)生側(cè)扭屈曲。對于跨中無側(cè)向支承的中等或較大跨度的梁，其喪失整體穩(wěn)定性時的承載能力往往低于按其抗彎強度確定的承載能力。因此，這些梁的截面大小也就往往由整體穩(wěn)定性所控制。但是，符合下列情況之一時，可不計算梁的整體穩(wěn)定性：

　　( a )有鋪板(鋼筋混凝土板和鋼板)密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連，能阻止梁受壓翼緣的側(cè)向位移。

　　( b ) H 型鋼或工字形等截面簡支梁受壓翼緣的自由長度 l1 與其寬度 b ，之比不超過表 6 -6 所規(guī)定的數(shù)值。L1是梁受壓翼緣側(cè)向支承點間的距離(梁的支座處視為有側(cè)向支承) ， 當無中間側(cè)向支承點時，l1為梁的跨度。 b1是梁受壓翼緣的寬度。

　　(c)箱形截面(見圖 6-36 )簡支梁，其截面尺寸滿足：h / b0 ≤ 6 ，且l1/b0≤95(235/fy)。(實際工程上通常都能滿足這兩個要求，因而規(guī)范中沒有給出箱形截面簡支梁整體穩(wěn)定系數(shù)的計算方法)。

　　不符合以上條件之一的梁，必須按下列規(guī)定計算其整體穩(wěn)定性。

　　2 )計算公式

　　在最大剛度主平面內(nèi)受彎的構(gòu)件，其整體穩(wěn)定性應(yīng)按式( 6-35 )計算：

　　式中 Mx ? 繞截面強軸( x 軸)作用的最大彎矩設(shè)計值;

　　Wx? 按受壓纖維確定的梁毛截面模量;

　　ψb? 梁的整體穩(wěn)定系數(shù)(下角標 b 是 beam 的縮寫)，應(yīng)按規(guī)范附錄 B 確定。

　　3 )主要影響因素

　　梁的整體穩(wěn)定性主要與以下五方面因素有關(guān)：

　　( a )梁受壓翼緣側(cè)向支承點間的距離l1。 l1愈小，則整體穩(wěn)定性能愈好。

　　( b )梁截面的尺寸，包括各種慣性矩。慣性矩Iy、 It ，和Iω愈大，則梁的整體穩(wěn)定性能就好，特別是受壓翼緣寬度 b1的加大，可大大提高梁的整體穩(wěn)定性能。

　　( c )梁端支座對截面的約束大，整體穩(wěn)定性能好。

　　( d )梁所受荷載類型。對三種典型荷載，即純彎曲、滿跨均布荷載和跨度中點一個集中荷載，在最大彎矩相等情況下，跨度中點一個集中荷載時的整體穩(wěn)定性能最好，滿跨均布荷載次之，純彎曲則最差。

　　( e )沿梁截面高度方向的荷載作用點位置。如圖 6-37 所示，當荷載作用在梁的上翼緣時，荷載對梁截面的轉(zhuǎn)動有加大作用因而降低梁的穩(wěn)定性能;反之，則提高梁的穩(wěn)定性能。

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