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二级结构工程师

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《钢规》4.4节规定了腹板屈曲后强度梁的计算,我有几个问题: (1)考虑腹板屈曲后强度有什么好处? (2)4.4.1条规定,,但是对Wχ却没有解释。在"受弯构件的计算"一章中,相同的符号还出现在4.2.2条与4.2.3条,道理上讲,该处Wχ的含义应与之相同,即"按受压翼缘确定的梁毛截面模量"。不知道这种理解是否正确? (3)是不是这时就不需要按单独受弯和受剪验算了,也不用验算局部稳定了?

正确答案: 对于问题1:为了获得好的经济效益,常常把梁的腹板设计成高而薄,因为这样可以提高抗弯承载力。但是,如此一来导致的问题是,腹板容易失稳,为此,需要设置加劲肋以保证腹板的局部稳定。这就是普通梁的设计思路。
后来的研究发现,腹板失稳并不立即引起梁的失效,腹板还可以通过斜向的拉应力场继续承受增加的剪力,腹板、翼缘、加劲肋形成一种类似于桁架的作用,腹板此时的受力类似于桁架中的斜拉杆,加劲肋则类似于竖压杆,如图2-2-4所示。通俗来讲,所谓"考虑腹板屈曲后强度"就是放任腹板发生失稳,因此,需要的加劲肋变少了,会取得一定的经济效益。规范规定,对于承受静力荷载和间接承受动力荷载的梁,才可以考虑腹板的屈曲后强度。
对于问题2:规范的条文说明指出,梁腹板受弯屈曲后强度计算的本质,是利用了"有效截面"的概念,因此,Meu的计算思路与按照强度条件确定梁极限弯矩的思路完全相同(不同之处仅仅是此时只能考虑截面的有效部分抵抗弯矩)。这样一来,若将Wχ视为"按受压翼缘确定的梁毛截面模量",显然于理不通。应按受拉最大纤维、受压最大纤维分别计算截面模量,取二者的较小者作为计算用的wχ。
对于问题3:一般情况下的梁,需要验算强度、刚度、整体稳定和局部稳定,必要时验算疲劳。而对于考虑腹板屈曲后强度的梁,不需要验算腹板的高厚比(因为此时腹板是允许发生失稳的),也不用按一般的单独受弯和受剪验算(因为4.4节规定了同时受弯受剪的验算公式。若单独受剪或受弯,只是公式中的剪力或弯矩为零而已)。
答案解析:
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