大学生宿舍设计（结构方案：钢结构）外文翻译资料

 2022-01-19 20:32:07

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5.3 截面分类

5.3.1基础

  1. 当使用塑性整体分析时，构件须能形成具有足够转动能力的塑性铰链，使所需的弯矩重新分布得以发展。
  2. 当采用弹性整体分析时，任何一类截面都可以用于杆件，但构件的设计必须考虑到局部屈曲对截面阻力的可能限制。

5.3.2分类

  1. 将四类横截面定义为：

第1截面是指可以形成具有塑性分析所需旋转能力的塑性铰链的截面。

第2横截面是指可以提高塑性力矩阻力，但旋转能力有限的截面。

第3类截面是指计算得到的极限压缩纤维中的应力达到屈服强度的截面，但局部屈曲易阻止塑性弯矩的发展。

第4截面是指在确定弯矩阻力或抗压强度时，必须明确考虑屈曲的影响的截面。

  1. 有效宽度可用于4横截面，为局部屈曲效应所引起的阻力减小提供必要的补偿，见5.3.5。
  2. 截面的分类取决于每个压缩元件的比例。
  3. 在考虑轴向力或弯矩的情况下，受压单元包括全部或部分受压的截面上的每个单元。
  4. 横截面上的各种压缩元件(例如腹板或凸缘)一般可属不同类别。
  5. 截面通常通过引用其压缩元素中最高(最不有利)的类别来分类。
  6. 另一种方法是，可引用凸缘分类和腹板分类来定义横截面的分类。
  7. C1ass 1、2和3压缩单元的极限比例应从表5.3.1中获得。不能满足第3类限制的元素应作为第4类。

5.3.3塑性整体分析的截面要求

  1. 在塑性铰位置，载有该塑性铰链的构件的横截面在加载平面上须具有对称轴。
  2. 在塑性铰链位置，包含塑性铰的构件的截面的转动能力应不小于在该塑性铰位置所需的旋转能力。
  3. 为满足上述要求，所需的转动力应通过转动分析确定。
  4. 对于没有计算所需转动的建筑物结构，所有含有塑性铰链的构件在塑性铰链位置均须具有第1级截面。
  5. 当构件的截面沿长度变化时，应满足下列附加条件：
  6. 与塑性铰链位置毗邻，腹板的厚度不应在至少2d的塑性铰位置与梁的距离内减小，其中d是塑料铰链位置处腹板的清晰深度。

b）紧邻塑性铰位置的紧邻塑性铰位置处，沿梁与塑性铰位置的距离不小于以下距离的压缩凸缘应为一级：

2d，其中d是在a）中定义的距离，在该点上，梁中的弯矩等于0到8倍于该点的弹性力矩。

c）在其他地方，受压凸缘应属第1或2类，而腹板则应属第1、2或3类。

5.3.4采用弹性整体分析时的截面要求

  1. 当采用弹性整体分析时，截面分类的作用是确定截面的阻力受局部屈曲阻力的限制程度。
  2. 当横截面的所有压缩元件都是2级时，截面可以被视为能够发展其完整的塑性阻力矩。
  3. 当一个截面的所有压缩单元都是3类时，它的阻力可能基于横截面上的应力弹性分布，以极限纤维的屈服强度为限。
  4. 当屈服首先发生在中性轴的张力侧时，可以利用拉伸区的塑性储备来确定第3类截面的阻力，方法为ENV 1993-1-3 Eurocode3-1-3)。
  5. 用ENV.1994-1-1 Eurocode4-1-1中给出的方法，将腹板视为有效面积减小的2类有效腹板，可交替确定第2类压缩凸缘第3类腹板的截面的阻力。
  6. 当横截面的任何压缩元件为4时，横截面应设计为4级截面。见5.3.5。

5.3.5 第4类截面的有效截面性质

  1. 第4类截面的有效截面特性应以压缩单元的有效宽度为基础[见5.3.2(2)]。
  2. 平面压缩单元的有效宽度应使用表5.3.2中的内部单元和表5.3.3中的突出单元。
  3. 作为近似，可以得到如下的约化因子rho;：

当 lambda;P ≦0.673： rho;=1

当 lambda;P gt;0.673: rho;=(lambda;P -0.22)/lambda;P 2

其中lambda;p是由

lambda;P =[fy/sigma;cr]0.5=(b/t)/(28.4єradic;ksigma;)

其中 t 是相关厚度;

sigma;cr 是临界板屈曲应力;

Ksigma; 是表5.3.2中相应的应力比psi;的屈曲因子。

另外 b是适当的宽度(参见表5.3.1)，如下所示：

b=d表示腹板

b=b表示内部凸缘元件(RHS除外)

b=b-3t表示RHS的凸缘

b=c表示外立凸缘

b=（b h）/2表示等腿角度

b=h或（b h）/2表示等腿角度

  1. 为确定法兰单元的有效宽度，表5.3.2或表5.3.3中使用的应力比psi;可根据总截面的性质确定。
  2. 为了确定腹板的有效宽度，表5.3.2中使用的应力比psi;可以通过压缩法兰的有效面积而不是腹板的总面积来获得。
  3. 通常，有效截面的中心线与粗截面的质心轴相比会发生e的移动，见图5.3.1和图5.3.2。在计算有效截面的特性时，应考虑到这一点。
  4. 当截面受轴向力作用时，应采用5.4.8.3中给出的方法考虑·给出的附加弯矩M：

M=N eN

eN指当有效截面受到均匀压缩时，质心轴的位移，见图5.3.l。

N指正压缩。

(8)除第(9)段所述外，为更经济起见，可用该单元中计算的最大压应力sigma;comEd替屈服强度Fy，来确定单元的板长lambda;p，条件是用所有压缩单元的有效宽度确定sigma;comEd。这一过程通常需要迭代计算，其中psi;是在每一步中根据上一步结束时定义的有效截面计算出的应力，包括附加力矩M的应力再确定的。

  1. 然而，在用5.5节验证构件的设计屈曲抗力时，在计算Aeff、eN和Weff值时，单元的薄板长细lambda;p应始终以其屈服强度Fy为基础。

5.3.6横向力对腹板的影响

  1. 在设计时，须考虑到显著横向压应力对腹板局部屈曲抗力的影响。这种应力可能产生于构件和构件交叉口的横向力。
  2. 横向压缩应力的存在可以有效地降低1、2和3类腹板的深度/厚度比d/tomega;的最大值。 表5.3.1，取决于任何腹板加劲板的间距。
  3. 应采用公认的核查方法。可参考ENV 1993_2 Eurocode3_215所载的加筋电镀应用规则。

5.4截面阻力

5.4.1 分类

  1. 本条款涵盖构件截面的阻力，可受：

总截面的塑性阻力的限制。

紧固件孔网截面的阻力的限制。

剪切滞后效应影响。

局部屈曲阻力影响。

剪切屈曲性能影响。

  1. 在考虑相关塑性变形的情况下，在不超过屈服强度的情况下，通过寻找平衡内力和弯矩的应力分布，可以验证截面的塑性抵抗力。
  2. 除本条款所规定的要求外，构件的抗屈曲能力也应得到验证，见图5.5。
  3. 在适当情况下，框架稳定性也应得到验证，见5.2.1.2和5.2.6。

5.4.2截面特性

5.4.2.1粗截面

  1. 粗横截面的性质必须使用指定的尺寸来确定。紧固件孔不需要扣除，但应考虑到较大的开口。不应包括拼接材料和板条。

5.4.2.2净面积

  1. 任何构件或元件横截面的净面积，须视为其总面积，较不适宜扣减所有孔及其他开口的面积。
  2. 在计算净截面特性时，单个紧固件孔的扣除应是其轴线平面上孔的总截面积。对于沉孔，应对沉孔部分作出适当的余量。
  3. 但紧固件孔不得交错，扣件孔的总面积须为与构件轴线垂直的任何截面上孔的截面积的最大总和。
  4. 当紧固件孔交错时，扣件孔的扣除面积须大于

a）（3）中对非交错孔的扣减；

b）任意对角线或锯齿线上所有孔的截面积之和 链中每一个轨距的成员或其部分减去s2t/(4p) 孔，见图5.4.1

其中 s代表是交错节距，两个连续孔的中心间距在链上平行于构件轴量。

p代表垂直于构件轴的同一两个孔的中心间距。

t代表厚度。

  1. 在一个角度或在多于一个平面上有孔的其他构件中，间距p须沿该物料的厚度中心量度，见图5.4.2。

5.4.2.3剪切滞后效应

  1. 凸缘的剪切滞后效应可以忽略，但条件是：

当做为突出元素 cle; L0/20

当作为内部元素 ble; L0/10

其中 L0是零点之间的长度。

b是宽度。

c是突出点。

  1. 当超过这些限度时，应取凸缘的有效宽度。
  2. 凸缘有效宽度的计算包括ENV 1993_1_3 Eurocode3_1.316）和ENV 1993_2 Eurocode3_216)。

5.4.3拉力

  1. 对于轴向拉伸构件，每个截面的拉力Nsd的设计值应满足：

Nsdle;Nt.Rd

其中Nt.Rd是截面的设计抗拉性，作为:

a)总截面的设计塑性抗力

Npl.Rd =Afy/gamma;MO

b)紧固件孔网截面的设计极限阻力

Nu.Rd =0,9Anetfu/gamma;M2

  1. 在设计为在极限状态下抗滑的C类连接(见6.5.3.1)中，紧固件Nnet.Rd孔处净截面的设计塑性阻力不得超过

Nnet.Rd =Anetfy/gamma;M0

  1. 通过一条腿连接的角度，另见6.5.2.3和6.6.10。类似的考虑也应该考虑其他类型的，通过突出的部分，如T段和通道。
  2. 如需要韧性，则设计塑性阻力Npl.Rd须小于紧固件孔Nu.Rd处净截面的设计极限阻力，即：

Nu.Rd ge; Npl.Rd

如果有以下条件：

0,9[Anet/A] ge; [fy/fu][gamma;M2/gamma;M0]

5.4.4轴向受压构件的压缩

(1)，在每个截面处的压缩力NSd的设计值应满足：

NSd le; Nc.Rd

其中， Nc.Rd是截面的设计抗压强度，被视为最小的

a）总截面塑性设计阻力

Npl.Rd = Afy/gamma;M0

b ) 总截面的设计局部屈曲抗力

NO.Rd = Aefffy/gamma;M1

其中，Aeff是横截面的有效面积，见5.3.5。

  1. 横截面的设计抗压强度Nc.Rd可确定如下：

第1、2或3类横截面： Nc.Rd =Afy/gamma;M0

第4类截面： Nc.Rd =Aefffy/gamma;M1

  1. 对于不对称的第4类截面，应采用5.4.8.3中所给出的

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