6.3 局部稳定

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6.3.1 承受静力荷载和间接承受动力荷载的焊接截面梁可考虑腹板屈曲后强度，按本标准第6.4节的规定计算其受弯和受剪承载力。不考虑腹板屈曲后强度时，当h0／tw＞80εk，焊接截面梁应计算腹板的稳定性。h0为腹板的计算高度，tw为腹板的厚度。轻级、中级工作制吊车梁计算腹板的稳定性时，吊车轮压设计值可乘以折减系数0.9。
6.3.2 焊接截面梁腹板配置加劲肋应符合下列规定：[align=center]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200630/1413202K7-0.jpg[/img]
        [b]图6.3.2 加劲肋布置[/b][/align]
[align=center]          1-横向加劲肋；2-纵向加劲肋；3-短加劲肋[/align]
  1 当h0／tw≤80εk时，对有局部压应力的梁，宜按构造配置横向加劲肋；当局部压应力较小时，可不配置加劲肋。
2 直接承受动力荷载的吊车梁及类似构件，应按下列规定配置加劲肋(图6.3.2)：
  1) 当h0／tw＞80εk时，应配置横向加劲肋；
  2) 当受压翼缘扭转受到约束且h0／tw＞170εk、受压翼缘扭转未受到约束且h0／tw＞150εk，或按计算需要时，应在弯曲应力较大区格的受压区增加配置纵向加劲肋。局部压应力很大的梁，必要时尚宜在受压区配置短加劲肋；对单轴对称梁，当确定是否要配置纵向加劲肋时，h0应取腹板受压区高度hc的2倍。
3 不考虑腹板屈曲后强度时，当h0／tw＞80εk时，宜配置横向加劲肋。
4h0／tw不宜超过250。
5 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。
6 腹板的计算高度h0应按下列规定采用：对轧制型钢梁，为腹板与上、下翼缘相接处两内弧起点间的距离；对焊接截面梁，为腹板高度；对高强度螺栓连接(或铆接)梁，为上、下翼缘与腹板连接的高强度螺栓(或铆钉)线间最近距离(图6.3.2)。
6.3.3 仅配置横向加劲肋的腹板[图6.3.2(a)]，其各区格的局部稳定应按下列公式计算：[size=11pt][align=center]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200717/10-200GF95523H1.png[/img][/size][/align]
[size=11pt]          σcr应按下列公式计算：[/size]
[align=center][size=11pt]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200717/10-200GF95612226.png[/img][/size][/align]
[size=11pt]          当梁受压翼缘扭转受到约束时：[/size]
[align=center][size=11pt]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200717/10-200GF956464D.png[/img][/size][/align]
[size=11pt]          当梁受压翼缘扭转未受到约束时：[/size]
[align=center][size=11pt]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200717/10-200GF95H5536.png[/img][/size][/align]
[size=11pt]         τcr应按下列公式计算：[/size]
[align=center][size=11pt]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200717/10-200GF95SB38.png[/img][/size][/align]
[size=11pt]          σc,cr应按下列公式计算：[/size]
[align=center][size=11pt]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200717/10-200GF959101F.png[/img][/size][/align]
[size=11pt]         式中：σ——计算腹板区格内，由平均弯矩产生的腹板计算高度边缘的弯曲压应力(N／mm2)；
             τ——所计算腹板区格内，由平均剪力产生的腹板平均剪应力(N／mm2)；
             σc——腹板计算高度边缘的局部压应力，应按本标准式(6.1.4-1)计算，但取式中的ψ＝1.0(N／mm2)；
             hw——腹板高度(mm)；
             σcr、τcr、σc,cr——各种应力单独作用下的临界应力(N／mm2)；
             λn,b——梁腹板受弯计算的正则化宽厚比；
            hc——梁腹板弯曲受压区高度，对双轴对称截面2hc＝h0(mm)；
             λn,s——梁腹板受剪计算的正则化宽厚比；
         η——简支梁取1.11，框架梁梁端最大应力区取1；
            λn,c——梁腹板受局部压力计算时的正则化宽厚比。
        6.3.4 同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板[图6.3.2(b)、图6.3.2(c)]，其局部稳定性应按下列公式计算：
          1 受压翼缘与纵向加劲肋之间的区格：
        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200717/10-200GG0052A48.png[/img]
          其中σcrl、τcrl、σc,crll应分别按下列方法计算：
          1）σcrl应按本标准式（6.3.3-3）~式（6.3.3-5）计算：但式中的λn,b改用下列λn,bl代替。
          当梁受压翼缘扭转受到约束时：[/size]
[align=center][size=11pt]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200717/10-200GG00645b6.png[/img][/size][/align]
[size=11pt]          当梁受压翼缘扭转未受到约束时：[/size]
[align=center][size=11pt]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200717/10-200GG00Gc02.png[/img][/size][/align]
          2）τcrl应按本标准式（6.3.3-8）~式（6.3.3-12）计算，但将式中的h0改为h1。
          3）σcrl应按本标准式（6.3.3-3）~式（6.3.3-5）计算，但式中的λn,b改用λn,bl代替。
          当梁受压翼缘扭转受到约束时：        [align=center]                [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200717/10-200GG00K6255.png[/img]
                [/align]
          当梁受压翼缘扭转未受到约束时：        [align=center]                [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200717/10-200GG031191Q.png[/img][/align]
          2 受拉翼缘与纵向加劲肋之间的区格：
       
        [align=center]                [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200717/10-200GG00S1214.png[/img][/align]
                        其中σcr2、τcr2、σc,cr2应分别按下列方法计算：
                          1）σcr2应按本标准式（6.3.3-3）~式（6.3.3-5）计算，但式中的λn,b改用λn,b2代替。                [align=center]                        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200717/10-200GG00Z9143.png[/img][/align]
                                          2）τcr2应按本标准式（6.3.3-8）~式（6.3.3-12）计算，但将式中的h0改为h2（h2=h0-h2）。
                                          3）σc,cr2应按本标准式（6.3.3-13）~式（6.3.3-17）计算，但式中的h0改为h2，当a/h2>2时，取ah2=2。
       

  式中：h1——纵向加劲肋至腹板计算高度受压边缘的距离(mm)；
      σ2——所计算区格内由平均弯矩产生的腹板在纵向加劲肋处的弯曲压应力(N／mm2)；
      σc2——腹板在纵向加劲肋处的横向压应力，取0.30σc(N／mm2)。
6.3.5 在受压翼缘与纵向加劲肋之间设有短加劲肋的区格[图6.3.2(d)]，其局部稳定性应按本标准式(6.3.4-1)计算。该式中的σcr1仍按本标准第6.3.4条第1款计算；τcr1按本标准式(6.3.3-8)～式(6.3.3-12)计算，但将h0和a改为h1和a1，a1为短加劲肋间距；σc,cr1按本标准式(6.3.3-3)～式(6.3.3-5)计算，但式中λn,b改用下列λn,cl代替。
[align=center]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200630/1413203Y2-6.jpg[/img][/align]

6.3.6 加劲肋的设置应符合下列规定：
1 加劲肋宜在腹板两侧成对配置，也可单侧配置，但支承加劲肋、重级工作制吊车梁的加劲肋不应单侧配置。
2 横向加劲肋的最小间距应为0.5h0，除无局部压应力的梁，当h0／tw≤100时，最大间距可采用2.5h0外，最大间距应为2h0。纵向加劲肋至腹板计算高度受压边缘的距离应为hc／2.5～hc／2。
3 在腹板两侧成对配置的钢板横向加劲肋，其截面尺寸应符合下列公式规定：[align=center]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200630/1413204119-7.jpg[/img][/align]
  4 在腹板一侧配置的横向加劲肋，其外伸宽度应大于按式(6.3.6-1)算得的1.2倍，厚度应符合式(6.3.6-2)的规定。
5 在同时采用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板中，横向加劲肋的截面尺寸除符合本条第1款～第4款规定外，其截面惯性矩Iz尚应符合下式要求：[align=center]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200630/14132021Q-8.jpg[/img][/align]
  6 短加劲肋的最小间距为0.75h1。短加劲肋外伸宽度应取横向加劲肋外伸宽度的0.7倍～1.0倍，厚度不应小于短加劲肋外伸宽度的1／15。
7 用型钢(H型钢、工字钢、槽钢、肢尖焊于腹板的角钢)做成的加劲肋，其截面惯性矩不得小于相应钢板加劲肋的惯性矩。在腹板两侧成对配置的加劲肋，其截面惯性矩应按梁腹板中心线为轴线进行计算。在腹板一侧配置的加劲肋，其截面惯性矩应按加劲肋相连的腹板边缘为轴线进行计算。
8 焊接梁的横向加劲肋与翼缘板、腹板相接处应切角，当作为焊接工艺孔时，切角宜采用半径R＝30mm的1／4圆弧。
6.3.7 梁的支承加劲肋应符合下列规定：
1 应按承受梁支座反力或固定集中荷载的轴心受压构件计算其在腹板平面外的稳定性；此受压构件的截面应包括加劲肋和加劲肋每侧15hwεk范围内的腹板面积，计算长度取h0；
2 当梁支承加劲肋的端部为刨平顶紧时，应按其所承受的支座反力或固定集中荷载计算其端面承压应力；突缘支座的突缘加劲肋的伸出长度不得大于其厚度的2倍；当端部为焊接时，应按传力情况计算其焊缝应力；
3 支承加劲肋与腹板的连接焊缝，应按传力需要进行计算。

[align=center]        [b]条文说明[/b][/align]

6.3.1 对无局部压应力且承受静力荷载的工字形截面梁推荐按本标准第6.4节利用腹板屈曲后强度。保留了原规范对轻、中级吊车轮压允许乘以0.9系数的规定，是为了保持与原规范在一定程度上的连续性。
6.3.2 需要配置纵向加劲肋的腹板高厚比，不是按硬性规定的界限值来确定而是根据计算需要配置，但仍然给出高厚比的限值，并按梁受压翼缘扭转受到约束与否分为两档，即170εk和150εk；在任何情况下高厚比不应超过250，以免高厚比过大时产生焊接翘曲。
6.3.3 本条基本保留了原规范的规定。由于腹板应力最大处翼缘应力也很大，后者对前者并不提供约束。将原规范式(4.3.3-2e)分母的153改为138。
式(6.3.3-1)代表弯曲应力、承压应力和剪应力共同作用下腹板发生屈曲的近似的相关公式。在设计简支吊车梁时，需要计算部位是弯矩最大部位和靠近支座的区格，弯矩最大截面，剪应力的影响比较小，支座区格弯曲应力较小。
相关公式各项的分母，在各自的正则化长细比较小的时候，弹塑性局部屈曲的承载力都能够达到各自对应的屈服强度。在最不利的均匀受压的情况下，局部屈曲的稳定系数取1.0对应的正则化长细比大约在0.7(美国AISI规范是0.673)。钢梁腹板稳定性计算的三种应力的稳定性应好于均匀受压的，稳定系数取1.0的正则化长细比应大于0.7，本条对弯曲、剪切和局部承压三种情况，分别取0.85，0.8和0.9；弹性失稳的起点位置的正则化长细比分别取1.25，1.2和1.2，弹性失稳阶段，式(6.3.3-5)、式(6.3.3-10)、式(6.3.3-15)的分子均有1.1，这同样是为了与原规范保持一定程度上的连续性。弹塑性阶段，承载力和正则化长细比的关系是直线。
6.3.4 有纵向加劲肋时，多种应力作用下的临界条件也有改变。受拉翼缘和纵向加劲肋之间的区格，相关公式和仅设横向加劲肋者形式上相同，而受压翼缘和纵向加劲肋之间的区格则在原公式的基础上对局部压应力项加上平方。这一区格的特点是高度比宽度小很多，在σc和σ(或τ)的相关曲线上凸得比较显著。单项临界应力的计算公式都和仅设横向加劲肋时一样，只是由于屈曲系数不同，正则化宽厚比的计算公式有些变化。
局部横向压应力作用下，由于纵横加劲肋及上翼缘围合而成的区格高宽比常在4以上，宜作为上下两边支承的均匀受压板看待，取腹板有效宽度为h1的2倍。当受压翼缘扭转未受到约束时，上下两端均视为铰支，计算长度为h1；扭转受到完全约束时，则计算长度取0.7h1。规范式(6.3.4-4)、式(6.3.4-5)就是这样得出的。
6.3.5 在受压翼缘与纵向加劲肋之间设置短加劲肋使腹板上部区格宽度减小，对弯曲压应力的临界值并无影响。对剪应力的临界值虽有影响，仍可用仅设横向加劲肋的临界应力公式计算，计算时以区格高度h1和宽度a1代替h0和a。影响最大的是横向局部压应力的临界值，需要用式(6.3.5-1)、式(6.3.5-2)代替式(6.3.4-2)、式(6.3.4-3)来计算λn,cl。
6.3.6 为使梁的整体受力不致产生人为的侧向偏心，加劲肋最好两侧成对配置。但考虑到有些构件不得不在腹板一侧配置横向加劲肋的情况(见图4)，故本条增加了一侧配置横向加劲肋的规定。其外伸宽度应大于按公式(6.3.6-1)算得值的1.2倍，厚度应大于其外伸宽度的1／15。其理由如下：[align=center]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200630/1413206202-9.jpg[/img][/align]
[align=center]        图4 横向加劲肋的配置方式[/align]
          钢板横向加劲肋成对配置时，其对腹板水平轴(z-z轴)的惯性矩Iz为：
[align=center]        [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200630/1413203362-10.jpg[/img][/align]
          一侧配置时，其惯性矩为：        [align=center]                [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200717/10-200GG04245349.png[/img][/align]
                          两者的线刚度相等，才能使加劲效果相同。即：
        [align=center]                [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200717/10-200GG04351535.png[/img][/align]
                          纵向加劲肋截面对腹板竖直轴线的惯性矩，本标准规定了分界线a/h0=0.85。当a/h0≤0.85时，用公式（6.3.6-4）计算；当a/h0>0.85时，用公式（6.3.6-5）计算。
                          对于不受力加劲肋的厚度可以适当放宽，借鉴欧洲相关规范的规定，故取[img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200717/10-200GG04R4505.png[/img]。
                          对短加劲肋外伸宽度及其厚度均提出规定，其根据是要求短加劲肋的线刚度等于横向加劲肋的线刚度。即：
                [img]https://gf.1190119.cn/https://gf.1190119.cn/Web/uploads/allimg/200717/10-200GG04502423.png[/img]

[align=center]        [/align]
          故规定短加劲肋外伸宽度为横向加劲肋外伸宽度的0.7倍～1.0倍。
         本条还规定了短加劲肋最小间距为0.75h1，这是根据a／h2＝1／2、h2＝3h1、a1＝a／2等常用边长之比的情况导出的。
         为了避免三向焊缝交叉，加劲肋与翼缘板相接处应切角，但直接受动力荷载的梁(如吊车梁)的中间加劲肋下端不宜与受拉翼缘焊接，一般在距受拉翼缘不少于50mm处断开，故对此类梁的中间加劲肋，本条第8款关于切角尺寸的规定仅适用于与受压翼缘相连接处。