SY/T 6877-2012 杆件、框架和球型壳的屈曲强度分析

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    图3柱和梁的屈曲模式

    4.2.1受压构件的届曲特征强度6是由折减长细比入决定的。

    排水管道标准规范范本4.2.1受压构件的届曲特征强度6.是由折减长细比入决定的。 4.2.2折减长细比入为:

    其中,Qe是所考虑的屈曲模式中的弹性屈曲应力。

    其中,E是所考虑的屈曲模式中的弹性届曲应力。 如果在柱体临界屈曲模式中,受压构件的折减长细比小于0.2,则可视为“短粗构件”。 无量纲届曲曲线如图4所示,其纵坐标值et/ε可以从以下公式计算得到: 如果入入

    其中,=()。 系数α和入,见表1。

    = 1. () t

    SY/T 68772012

    一(.5横截面的翘曲部分。 下面章节将给出与局部屈曲相关的折减长细比的估算方法。仅当轴向应力不等于(或者对局部屈 曲有贡献且满足下列要求时,横截面可视为紧凑截面(见图6): 突处

    轴向应力呈线性分布的腹板:

    4.3.1对于那些不容易

    其中,欧拉屈曲应力= 入 表2给出了柱体各种屈曲情形下有效长度系数K的参考值,对于框架中的压缩构件参阅4

    效长度系数K(理想状态下的理论值和建议

    4.3.4除非有更精确的分析、0sr可

    3.4除非有更精确的分析,0gT可取值为

    其中,I:和A。为有效横截面面积,见图7。 对于双向对称的H型和I型截面来说,方法可简化为:

    DET= REI A.1.3

    其中,是绕次轴横向屈曲所对应的欧拉应力。这个结果同样可以在假设I=0和 2)2下,由4.3.3得到。

    1 +4(g 1 1+(g%)t

    图7采用扭转屈曲强度简化公式的载面特性

    其中,e为绕之轴屈曲的欧拉应力,2为形心与剪切中心的之轴间距。 4.3.6受乐构件的使用系数定义为:

    容许使用系数,在标准中已有定义(第三

    4.4.1对于在主轴上(y轴)承受弯曲力矩并且在次轴上(轴)没有抵抗屈曲的

    对于在主轴上(y轴)承受弯曲力矩并且在次轴上(轴)没有抵抗屈曲的梁可能会失 转屈曲。当最大压缩应力达到临界值αb时,梁失效。而临界值cr由下式得到:

    结合侧向扭转屈曲折减长细比入,,侧向扭转屈曲应力6、可以由图4中的曲线e得到。 侧向扭转届曲折减长细比入,定义为:

    其中,乙为与受压翼缘相关的截面模数,C为取决于几何比例、弯矩分布和载荷点与中性轴的相 对位置的参数。

    表3给出了常用横截面的参数Cw和~值 4.4除非有更精确的分析,Gv可以定义为:

    中,1云为受压翼缘的惯性矩 /2),h为履板高度 对于双向对称的H型和 法可以简化为

    其中,是绕次轴侧向屈曲所对应的欧拉应力。这个结果同样可以在假设I二(和Zy=Ah/ 从4.4.2和4.4.3得到(见4.3.4)。 .4.6当下列条件成立时,侧向扭转屈曲不需要考虑

    .4.6当下列条件成立时,侧向扭转屈曲不需要考虑:

    其中,1.为侧向无支撑长度

    最大容许使用系数n在标准中已有定义(第二类结构)。

    4.5.1除非有更细的分析,同时承受压力和弯矩的

    AhxE =0.556 2

    其中,对节点有限制水平位移的受压构件,出现在构件中间1/3的长度内,见图 标准中所定义的结构类型和折减长细比。

    其中,对节点有限制水平位移的受压构件,6出现在构件中间1/3的长度内,见图8。α取决于 标准中所定义的结构类型和折减长细比

    梁柱屈曲的有效弯曲应

    4.5.2对于同时承受轴向压缩和绕两惯性轴弯曲的双向对称的H型、1型和矩形箱型截面来说,使 用系数可以取为:

    .5.3最大容许使用系数n。在本标准中已有定义(第三类结构)。

    aon Oact a Obe dE dE

    SY/T68772012

    4.5.4当采用比最大弯曲应力小的有效弯曲应力对梁柱进行屈曲分析时,构件在最大弯曲应力点 屈服时所对应的使用系数是需要计算的

    4.6.1框架中柱体的有效长度系数可以通过计 算完整框架或部分框架的临界载荷来确定。有效长度 。=Kl,其物理意义见图9。就图9所描述的情 K值超过2.0

    图9有效长度KI的物理意义

    支撑或无支撑矩形框架的有效长度系数K的计算是基于图10给出的计算图表。在受压 下列参数定义为:

    在弹性范围内; 所有构件都是给定截面; 所有节点都是刚性连结: 在横向位移受限制时,限制梁远端点的旋转角与柱体端点的旋转 一曲率弯曲),见图10a); 在横向位移不受限制时,限制梁远端点的旋转角与柱体端点的 (相反曲率弯曲),见图10b) P 来计算;

    由梁在柱体端点所提供的约束力矩在柱体上以I/比率分布; 框架中的所有柱体同时屈曲

    图10用于评估有效长度系数K的计算图表

    4.6.6当柱体与梁的连接点非完全刚性连接时,G按下式确定:

    不同边界条件下α的修

    中,β是取决于节点相对刚度的修正系数

    其中,C.是梁刚度参数,C,是节点刚度参数 梁刚度参数计算如下: 一横向位移受限

    对于图12所给出的T型节点面内弯曲,节点刚度参数可以按下式取得:

    对于图12所给出的T型节点面外弯曲,节点刚度参数可以按下式取得

    表达式C.在下述范围内才成立!

    C = 0. 43ER* ( (0. 01)

    0.33

    图12受弯的T型管节点

    4.7组合构件整体届曲

    构件的整体届曲与单个勾质构件的弯曲属曲相对应。其屈曲特征应力可以由图4得到, 下

    入= /gF Nd xE

    w= 2 (1 + )A

    横截面面积A、有效剪切面积AQ、惯性矩1见表4和表5,有效长度系数K由4.3 确定。

    表4组合构件等效剪切面积

    SY/T68772012

    表5三维组合构件断面特性

    4.7.3除了整体届曲分析,单个构件的屈曲强度分析也应进行。 4.7.4如果单个弦杆的屈曲特征应力小于其屈服应力,那么整体屈曲分析须基于折减屈服应力,该 应力等于弦杆的屈曲特征应力。 4.7.5如图13所示,设计的撑杆须足以抵抗整体剪切应力Q的作用,Q:计算如下

    Q是由设计荷载所引起的最大剪切力,Q.定

    其中P为各个桩腿的平均轴向力,P=为梁柱欧拉屈曲应力,M.x是由下列荷载所引起的最大一阶 弯曲力矩: 侧向荷载; 偏心轴向荷载; 一不包含线性变形的初始变形。 .是根据4.7.2所确定的组合构件的整体屈曲特征应力,工为与岑弯矩点的间距

    本节将讨论无加筋球形壳和中凹盖的扇曲问影

    5.2.1球形壳通常设计为足以抵抗侧向压力。对于承受均布侧向压力的完整球形壳来说,其应力状态 是由主应力和所决定的,两者定义如下

    5.2.2对于图14所示的部分球形壳,径向膜应力定义为

    9= 2t (sing)2 2元rt(sind)

    N是由端部压力单独引起的,则应力可以

    这些公式只有在边界被加固的情形下才有效。如果轴向力是由端部压力单独引起的,则所要 黄截面面积是:

    5.3.2壳屈曲使用系数定义如下

    许使用系数%在标准中已经定义(第五类结 性属曲应力计算如下:

    除非有更详细的信息,计算如下

    施工组织设计oe= 0.606pE

    对于承受均布外压的完整壳体,其应力比=1,上述参数.和p的表达式可以写作:

    SY/T68772012

    5. 4突侧受压凹盖的屈曲

    家电标准0. 5 1 + 100

    5.4.1半球端部按承受均压的完整壳设计。 5.4.2准球形端部按其半径与球冠半径相等的完整壳设计。尽管如此,其厚度不应小于具有相同形 状的结构承受内部压力时所要求的厚度的1.2倍。 5.4.3椭圆体端部按半径等于r/H的完整壳设计,其中H和r分别是椭圆体的短轴和长轴。尽管 如此,其厚度不应小于具有相同形状的结构承受内部压力时所要求的厚度的1.2倍

    求端部按承受均压的完整壳设计。 形端部按其半径与球冠半径相等的完整壳设计。尽管如此,其厚度不应小于具有相同形 受内部压力时所要求的厚度的1.2倍。 体端部按半径等于r/H的完整壳设计,其中H和r分别是椭圆体的短轴和长轴。尽管 的厚度的1.2倍

    ....
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