轴心受压钢箱梁局部稳定验算方法综述

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1、第26卷第3期2006年6月中外公路129文章编号:1671-2579(2006)03-0129-05轴心受压钢箱梁局部稳定验算方法综述李传习,邹桂生(长沙理工大学,湖南长沙410076)摘要:该文介绍了中国、日本和英国钢结构局部稳定设计规范。重点对各规范中有关轴心受压板件局部稳定验算方法进行了介绍及比较,指出了各规范的优缺点及异同,并根据这些规范,提出了对轴向受压钢箱梁不同板件或者组合板件进行局部稳定验算时,推荐采用的相应规范及其条文。关键词:钢箱梁;局部稳定;验算方法;综述钢材由于其强度高、延性好等优点在桥梁结构中劲,故有必要对加劲肋进行验算;另外,当应力水平较得到广泛应用。

2、斜拉桥、自锚式悬索桥的加劲梁采用低时,虽然能保证主钢板和加劲肋的局部稳定,但对加的钢板均比较薄,在强大轴压力的作用下,其局部稳定劲板,当长细比较大时,也会发生局部失稳破坏,因此,问题突出。为防止板件发生局部屈曲,保证施工和运亦有必要对加劲板进行局部稳定验算。营过程的安全,利用中国、日本和英国的钢结构设计规各板件构造尺寸除符合规范规定外,还应采用中、范,对已设计完成的钢箱梁各板件进行局部稳定验算日两国规范相关条文计算出各板件的局部屈曲应力和很有必要。屈曲容许应力,并与板件实际应力比较,以优化设计。1钢箱梁轴心受压局部稳定验算2轴心受压钢箱梁各板件构造验算某桥梁钢箱梁典型横断面如图1

3、所示。从图中可钢箱梁各板件局部稳定构造验算主要是对板件宽以看出,钢箱梁构造复杂,除主钢板(AB、HH1等)外,厚比的验算,验算如不满足,并不说明该板的局部屈曲还有各种类型的加劲肋,如扁钢加劲肋(LL1、MM1安全度不够,但能说明材料的强度不能充分发挥作用,等)、U形加劲肋、球扁钢加劲肋(JJ1等)以及加劲板从局部稳定角度考虑,板件的宽厚比可进一步优化。(AC,EF、FG、DH等)组成。中国规范对板件的构造验算较全面;日本规范简洁但不全;英国规范则对加劲肋的构造验算有详细,但其考虑因素较多,验算带不便。2.1中国规范中有关轴心受压板件的构造验算在中国规范中,有关钢箱梁板件轴心受压局

4、部稳定构造验算规范条文较为全面,可以选用该规范中相图1钢箱梁横断面关条文对钢箱梁中常见的板件进行构造验算。钢箱梁的局部稳定主要从板件的宽厚比、各板件(1)在轴心受压板件中,翼缘板自由外伸宽度b的局部屈曲容许应力等方面进行验算。除对主钢板进与其厚度t之比应符合文献[1]5.4.1-1的规定,即:行局部稳定验算外,为防止加劲肋发生局部失稳破坏,b235≤(10+0.1λ)(1)并且为保证加劲肋的加劲作用,加劲肋应属于完全加tfy收稿日期:2006-06-02(修改稿)作者简介:李传习,男,博士,教授.130中外公路26卷式中:fy为板件钢材的屈服强度(MPa);λ为板件两方表1承受压

5、应力的两边支承板的宽厚比容许值向长细比的较大值;当λ<30时,取λ=30;当λ>100屈服应力宽厚比b/t钢种时/MPa(高厚比),取λ=100。(2)在箱形截面梁轴心受压板件中,翼缘板在两SS41SM4124056f腹板之间的无支承宽度b0与其厚度t之比应符合规SMA41A范4.3.8-2的规定,即:SM5032048fb0235SM50Y≤40(2)36046ftfySMA50W当箱形截面受压翼缘板设有纵向加劲肋时,则b0SM5846040f取为腹板与纵向加劲肋之间的翼缘板无支承宽度。SMA58WHT7060035f(3)箱形截面轴心受压板件的腹板计算高度h0HT807003

6、3f与其厚度tw之比应符合规范5.4.3的规定,即:注:f为由应力斜度决定的系数,当为轴心受压时,取f=1;bh0235为板固定边缘之间的距离(图2);t为板厚≤40(3)twfy(4)在工字形及H形截面的轴心受压板件中,腹板计算高度h0与其厚度tw之比应符合规范5.4.2-1的规定,即:h0235≤(25+0.5λ)(4)twfy(5)在T形截面轴心受压板件中,腹板高度h0与其厚度tw之比应符合规范5.4.4的规定,即:h0235图2板的固定边缘距离热轧剖分T形钢:≤(25+0.2λ)(5)twfy只需符合文献[2]6.2.1的规定,即:h0235焊接T形钢:≤(13+0.17

7、λ)(6)bbtwfy≥80f并且≥220(7)tt(6)根据规范5.4.6规定,箱形、H形和工字形由中国规范与日本规范的比较可知,本节中的“两截面轴心受压构件的腹板,当其高厚比不符合式(3)和边支承板”即相当于中国规范中的“四边简支板”。(4)的要求时,可采用纵向加劲肋加强。用纵向加劲肋(2)承受压应力的自由悬臂板(图3)的宽厚比,应加强的腹板,其在受压翼缘与纵向加劲肋之间的高厚符合文献[2]6.2.2(1)的规定,即:比,应符合式(3)和(4)的要求。同时,纵向加劲肋宜在b≥