2175mm,厚度30mm,腹板及其加劲肋的构造见图2。钢材采用Q345,假设腹板所受压力为均匀轴向压力(这种假设对验算腹板稳定来说,是偏于安全的假设)。按本文提出方法和现有规范中方法计算过程如下。 图2 1.本四联络桥上部结构设计标准 首先按6.2.4条检算加劲肋是否满足要求 横向加劲肋间距:a=4000mm 钢板厚:t=30mm 加劲板宽:b=2175mm 板格数:n=4 应力不均匀系数:f=1
t0=b/(22fn)=2175/(22×1×4)=24.7mm
单根加劲肋刚度:Il=1/12×16×2003+16×200×(100)2=4.267×107mm4 纵向加劲肋刚度比:γl=Il/(bt3/11)=4.267×107/(2175×303/11)=7.992 加劲板的纵横尺寸比:α=a/b=4000/2175=1.839
加劲板纵横尺寸比的限值:α0=(1+nγl)1/4=(1+4×7.992)1/4=2.40 一个加劲肋的截面比:δl=Al/(bt)=200×16/(2175×30)=0.049 因为α<α0,t>t0,所以按式(6.2.5)计算最小刚度比γγ
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=4αn(t0/t)(1+nδl)-(α+1)/n=4×1.839×4×(24.7/30)(1+4×0.049)-
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(1.839+1)/4 =39.1 γl<γ
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→加劲肋为不完全加劲肋,不能按式(6.2.3)计算加劲板容许应力。
2. BS5400
这里只计算加劲肋的强度限值,即9.11.5.2条公式右项 首先按9.11.5.1确定加劲肋的有效截面
16tw=16×30=480 b/2=544/2=272 16tw>b/2
取下图截面为加劲肋有效截面
按9.3.4.1.2条验算加劲肋高厚比:
加劲肋间距b=544mm 腹板厚度t=30mm 加劲肋高度hs=200mm 加劲肋厚度ts=16mm
b/t(σy/355)1/2=544/30(345/355)1/2=18<30 bt/ts2(σy/355)1/2=544×30/16/16(345/355)1/2=62.8 查表2得高厚比限值为13.5
实际高厚比为200/16(345/355)1/2=12.3<13.5,高
厚比满足要求。 计算平行腹板中性轴位置:
x =(30×544×15+200×16×130)/(30×544+200×16)=33.9(mm) 计算截面惯性矩:
I=1/12×544×303+544×30×18.92+1/12×16×2003+200×16×(130-33.9)2=47273005mm4
计算回转半径:
rse=(47273005/(30×544+200×16))1/2=49.2mm a=4000mm
λ=a/rse(σys/355)1/2=4000/49.2(345/355)1/2=80.1 查图23可得σls/σys=0.47 σls=0.47×345=162.2Mpa γγ
m=1.2 f3=1.1
加劲肋的强度限值为162.2/1.2/1.1=122.9Mpa 3. GBJ 17-88
在这里,a=4000mm
h0=2175mm
a/h0=1.839>0.85,加劲肋刚度应满足Iy≥(2.5-0.45a/h0)(a/h0)2h0tw3 上式右侧=(2.5-0.45×1.839)×1.8392×2175×303=3.32×108mm4 Iy=4.267×107mm4<3.32×108mm4
加劲肋刚度显然不满足要求,不能按附录2计算腹板的屈曲强度。 4. 本文方法
由公式2计算k值
k=((1+1.8392)2+4×7.992)/(1.8392(1+4×0.049))=12.7 由公式1计算σcr
σcr=12.7×3.142×210000×(30/2175)2/(12(1-0.32))=458.6Mpa 由公式3计算RR
RR=(345/458.6)1/2=0.867
按日本《道路桥示方书》给出加劲板考虑局部屈曲的标准抗力曲线可得: σk/σy=1.5-RR=1.5-0.867=0.633 σk=345×0.633=218.4Mpa
加劲板容许应力为σk/1.7=218.4/1.7=128.5Mpa
参考文献:1.小西一郎《钢桥》第9分册 2.BS5400 1978-82版
3.日本本州四国联络桥上部结构设计标准及解说 4.《钢结构设计规范》GBJ17-88

