D5.B.6.3 条款 6.3.2.2 – 侧向扭转屈曲检验的弹性临界弯矩和缺陷系数

法国国家附录推荐使用 NF EN 1993-1-1:2005 的表 6.3 和 6.4 来计算侧向扭转屈曲检验的缺陷系数。

侧向扭转屈曲折减系数 χLT 的计算需要确定弹性临界屈曲弯矩 Mcr。法国国家附录在其附录 MCR 中给出了一种评估 Mcr 的方法。本实现使用此方法来评估 Mcr。然而,附录 MCR 仅涉及双对称截面的 Mcr 计算。因此,程序仅对双对称截面使用此方法。对于绕弱轴对称的单对称截面(即 T 形截面),本实现使用下文章节中 NCCI 文档 SN030a-EN-EU 的方法。对于附录未涉及的任何其他截面类型,本实现将使用 DD ENV 1993-1-1:1992 附录 F 中给出的方法和表格。

附录 MCR

该文档提供了一种专门用于计算双对称截面 Mcr 的方法。因此,在本实现中,仅对双对称截面采用此方法。

评估 Mcr 的公式如下:

C1 和 C2 是取决于端部条件和荷载工况的系数。NCCI 提供了不同情况下 C1 和 C2 的值,如附录表 1 和表 2 所示。表 1 处理简支构件在端弯矩作用下的情况,C1 的值由端弯矩比确定(详见国家附录)。然而,国家附录第 3.2 条给出了评估 C1 的公式:

然而,此公式与国家附录表 1 中的值不匹配。因此,如果端弯矩比(ψ)恰好等于表中的 ψ 值,本实现将使用表 1 中的 C1 值。对于所有其他情况,本实现将根据附录中的方程(6)计算 C1 值。

C2 的值将根据附录表 2 基于荷载和端部条件(即 STAAD.Pro 中的 CMM 参数)确定。

您还可以在设计输入模式下使用 C1C2 参数指定 C1 和 C2 的具体值。请参考 D5.A.6 设计参数

法国国家附录考虑了三种独立的荷载工况:

  • 具有端弯矩的构件
  • 具有横向荷载的构件
  • 具有端弯矩和横向荷载的构件:使用 CMM 7CMM 8 表示此工况。

荷载与弯矩比(μ)将用于计算 C1 和 C2,如附录 MCR 第 3.5 节所述(详见国家附录中的附录 MCR)。

当使用 CMM = 7 或 8 时,可以指定参数 MU 以定义计算中使用的荷载与弯矩比(μ)。对于法国国家附录,如果指定了 CMM = 7 或 8,您还必须指定 MU 的值,或直接指定 C1C2 参数的值。

SN030a-EN-EU – 受弯和轴压的单对称均匀构件:

该文档提供了一种评估绕弱轴对称的单对称均匀截面弹性临界弯矩(Mcr)的方法。因此,在本实现中,T 形截面的弹性临界弯矩将使用此 NCCI 中的方法计算。

评估单对称截面 Mcr 的公式如下:

系数 C1、C2 和 C3 取决于端部条件和荷载准则。本实现将采用下表中给出的 C1、C2 和 C3 值:

Table 1. 端弯矩荷载下 C1 和 C2 的值(对于 kc = 1
Ψ C1 C2
+1.00 1.00 1.00
+0.75 1.14 0.99
+0.50 1.31 0.99
+0.25 1.52 0.98
0.00 1.77 0.94
-0.25 2.05 0.85
-0.50 2.33 0.68
-0.75 2.57 0.37
-1.00 2.55 0.00
Table 2. 横向荷载情况下系数 C1、C2 和 C3 的值(对于 kc = 1
荷载和支座条件 弯矩图 C1 C2 C3
    1.13 0.45 0.52
    2.57 1.55 0.75
    1.35 0.63 1.73
1.68 1.64 2.64

设计输入时指定的 CMM 参数将决定 C1、C2 和 C3 的值。CMM 的默认值为 0,表示构件为铰接端,并承受沿跨度的均布荷载。然而,此 NCCI 未考虑“端弯矩和横向荷载”工况。用户可以使用新的 C1C2C3 参数输入计算 Mcr 所需的 C1、C2 和 C3 值。

此外,NCCI 文档和法国国家附录的附录 MCR 假设所考虑的构件在平面内可自由转动,且构件无翘曲约束(k = kw = 1,即 CMN 参数 = 1.0)。因此,上述方法仅适用于在平面内可自由转动且无翘曲约束的构件。对于具有部分或端部固定的构件(即 CMN = 0.5 或 CMN = 0.7),本实现将回退到 DD ENV 1993-1-1:1992 中的方法和系数。

对于国家附录(或 NCCI 文档)未涉及的所有情况,本实现将使用 DD ENV 1993-1-1:1992 规范中的方法。

计算 Mcr 的公式中的术语 “zg” 指的是荷载在截面上施加点相对于截面剪切中心的距离。如果荷载朝向剪切中心作用,则“zg”的值为正;如果远离剪切中心作用,则为负。默认情况下,程序假设荷载朝向剪切中心作用,距离为(截面高度/2)。用户可以使用 ZG 参数修改此值。在设计输入中指定 ZG = 0 表示荷载正好作用在截面的剪切中心,因此公式中的术语 “zg” 值为零。