普通鋼結構構件的局部穩定為第一類穩定設計問題,設計時不利用板件屈曲后極限強度。典型的工字形截面的局部失穩波形和屈曲應力。未加勁板件的屈曲雖然沒有橫向薄膜應力,支承邊的彈性約束可以使板件所承受的荷載有所增大,理論上仍有一定的屈曲后強度可以利用;但是由于當翼緣屈曲后有效寬度減小,有效截面的形心偏移,造成荷載對截面形心產生偏心力矩從而影響翼緣的屈曲后承載能力。所以未加勁板件的屈曲后強度一般都只作為強度儲備。
邊緣加勁構件對翼緣一邊是相鄰板件的彈性支承,一邊是板件卷邊對板件的簡支支承;對卷邊則是一邊翼緣簡支支承,一邊自由。兩塊板件相互支承,相互影響。其屈曲模式復雜,當卷邊具有適當的寬厚比,卷邊不先于翼緣屈曲,翼緣同加勁板件;當卷邊過窄,則出現象軸心壓桿似的平面內屈曲,翼緣隨同卷邊變形,當卷邊過寬,則卷邊也趨于先屈曲。當然,卷邊對翼緣是否能充分加勁是一個非常復雜的問題,不僅同截面上卷邊同翼緣尺寸有關,還同縱向構件的支撐長度有關。
例如對于卷邊槽鋼構件,腹板作為加勁板件來處理,翼緣為邊緣加勁板件,但是腹板和翼緣之間屈曲也有相關性。相鄰的強板會對弱板起支承作用,各板件屈曲后,整個截面具有屈曲后強度,直至各板件相交轉角處達到屈服點為止。在有效寬厚比設計方法中需要考慮板組效應的約束影響。
與板件有效寬度概念相對應的是截面的有效面積。在截面強度和構件整體穩定設計時,采用有效截面的特性(面積、抵抗矩)替代相應的全截面特性進行計算,意味著設計時已經利用了截面板件的屈曲后強度。這樣的設計思想意味著容許截面板件在承載能力階段發生局部失穩。但是,驗算結構的位移和剛度時取全截面特性,說明在正常使用階段不考慮截面板件產生局部失穩。
由于設計時考慮了構件板件的屈曲后極限承載力,一般而言,輕型鋼結構構件中無需配置加勁肋。但是,構件在起吊按裝過程中往往因為截面抗扭剛度較小而發生破壞。所以,對于跨度較大的輕型鋼結構構件,應該設置構造加勁肋以防止安裝過程中截面產生扭轉折曲。
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