D8.A.2.6 弯曲

截面的设计弯矩承载力主要取决于构件是否具有侧向支撑。

您可以使用 LAT 参数控制构件的侧向支撑条件。构件的类型(即悬臂、简支或一般)使用 CAN 参数指定。

如果构件具有侧向支撑,则设计强度根据 IS 800:2007 第 8.2.1 节的规定计算,基于以下因素:

  • 截面腹板是否在屈服前易受剪切屈曲影响
  • 剪力与设计剪力强度的比值
  • 截面分类

如果构件无侧向支撑,则设计强度根据 IS 800:2007 第 8.2.2 节的规定计算,基于以下因素:

  • 侧向扭转屈曲
  • 截面分类

如条款 8.2.2(b) 所述,实心圆杆的无侧向支撑截面被视为具有侧向支撑。塑性惯性矩 Zp 计算为 D3/6

工作应力设计

实际弯曲应力值分别关于主轴(Z)和次轴(Y)给出:

fbcz = Mz/Zecz fbtz = Mz/Zetz fbcy = My/Zecy fbty = My/Zety

容许弯曲应力如下给出:

  1. 对于侧向支撑梁:

    • Fabc = Fabt = 0.66·Fy 对于塑性或紧凑截面
    • Fabc = Fabt = 0.60·Fy 对于半紧凑截面
    Fy
    =
    钢材的屈服强度,由 FYLD 参数表示。
  2. 对于无侧向支撑梁:

    1. 关于主轴:

      fabcz = 0.60·Md/Zecz
      fabtz = 0.60·Md/Zetz
      Md
      =
      根据条款 8.2.2 的设计弯曲强度
      = βb · Zpz · fbd
      fbd
      =
      χLT · Fy / γmo
      Zez
      =
      截面的弹性截面模量
      Zpz
      =
      截面的塑性截面模量
      αLT
      =
      轧制钢截面为 0.21,焊接钢截面为 0.49
      βb
      =
      塑性和紧凑截面为 1.0,或半紧凑截面为 Zez/Zpz
      λLT
      =
      无量纲长细比
      λLT
      =
      b · Zpz · Fy / Mcr)1/2 ≤ (1.2 · Zez · Fy / Mcr )1/2
      ϕLT
      =
      0.5 · ( 1 + αLT · ( λLT – 0.2 ) + λLT 2)
      χLT
      =
      考虑侧向扭转屈曲的弯曲应力折减系数
      χLTZ
      =
      Zecz
      =
      截面关于主轴受压侧的弹性截面模量
      Zetz
      =
      截面关于主轴受拉侧的弹性截面模量
      Mcr
      =
      Iy
      =
      关于次轴的惯性矩
      LLT
      =
      使用 KXLX 参数确定的侧向扭转屈曲有效长度
      It
      =
      截面的扭转常数
      It
      =
      截面的翘曲常数
      G
      =
      材料的剪切模量
    2. 关于次轴,容许弯曲应力按侧向支撑截面计算。

薄柔截面

对于承受弯曲的薄柔截面构件,弯矩仅由翼缘承担。设计弯曲强度应使用有效弹性模量计算,忽略截面腹板的贡献。

Zez = 2·[Bf · tf 3/12 + (Bf · tf) · (D/2 - tf/2)2 )] ⁄ (0.5 · D)Zey = 2·(Bf · tf 3/12) ⁄ (0.5 · Bf)

位置

Zez
=
关于主轴弹性截面模量
Zey
=
关于次轴弹性截面模量
Bf
=
翼缘宽度
Tf
=
翼缘厚度
D
=
截面总高度

对于“侧向支撑”条件,弯矩承载力为 Md = Ze· fym0

对于“无侧向支撑”条件,弯矩承载力为 Md = Ze· fbdm0

其中,fbd 在 IS:800-2007 的条款 8.2.2 中定义(如前文工作应力设计部分所述)。