“转自：结构设计-公众号“

来源：从钢结构到装配式钢结构建筑

问题2：“钢标”推荐静力荷载或间接动力荷载作用下的焊接截面梁按6.4节“焊接截面梁腹板考虑屈曲后强度的计算”进行设计。可是，并不是所有的梁腹板都会发生局部屈曲，怎么就都让考虑腹板屈曲后强度了呢？

“钢标”6.3.1条规定，承受静力荷载和间接承受动力荷载的焊接截面梁可考虑腹板屈曲后强度，按第6.4节的规定计算其受弯和受剪承载力，并在条文说明中强烈推荐，具体条文如下：

6.4.1 腹板仅配置支承加劲肋且较大荷载处尚有中间横向加劲肋，同时考虑屈曲后强度的工字形焊接截面梁，应按下列公式验算受弯和受剪承载能力：

仔细看看公式（6.4.1-1）就会发现，这实际上是一个受弯和受剪承载力的相关公式（具体见下图），物理含义是：弯矩不超过Mf时，受剪承载力不变，为Vu；剪力不超过0.5Vu时，受弯承载力不变，为Meu。弯矩或剪力超过上述范围，则受弯和受剪承载力为曲线AB的相关关系。

而6.4.1条所谓的“考虑腹板屈曲后强度的计算”，具体就体现在Meu和Vu的计算上。

受弯承载力Meu的计算按公式（6.4.1-3），需要根据受弯正则化宽厚比计算腹板受弯时的有效截面：正则化宽厚比在0.85以下，全截面有效；超过0.85，则计算腹板受压区有效截面高度。这个全截面有效与否的界限，和局部稳定计算时候的公式（6.3.3-3）一样。

受剪承载力Vu按公式（6.4.1-8）~（6.4.1-10），根据受剪正则化宽厚比计算：正则化宽厚比在0.8以下，可以达到抗剪强度设计值fv；超过0.8，按正则化宽厚比计算受剪承载力（相当于按屈曲后的抗剪临界应力），界限值和受剪局部稳定计算时的公式（6.3.3-8）一样。另外，按条文说明的说法，由于精确计算拉力场很难，参考欧洲规范，“钢标”采用了相当于下限的简化计算公式。

受剪屈曲形成拉力场进而导致受剪承载力继续提高的事，就这么给“简化”了。至于考虑和不考虑屈曲后强度有多大差异，只需要把公式（6.4.1-8）~（6.4.1-10）和受剪屈曲临界应力公式（6.3.3-8）~（6.3.3-10）比较一下就清楚（具体比较见下图所示，横坐标是受剪正则化宽厚比，纵坐标为受剪临界应力与抗剪强度设计值的比。顺便问一声，考虑不考虑屈曲后强度，受剪承载力真的提高很多吗？你真的需要所谓的屈曲后强度这点受剪承载力提高吗？你真的碰到过钢梁受剪承载力不够的吗？）

这儿特别要说明的是，实际上很多人脑子里印象深刻的所谓“屈曲后强度”，都是指受剪屈曲形成拉力场，从而导致受剪承载力继续提高这事。而“钢标”说的屈曲后强度，可不是这么狭义，还包括受弯屈曲，按有效截面计算受弯承载力（承载力降低了）。

说到这儿，相信大家应该明白了，所谓的“焊接截面梁腹板考虑屈曲后强度”的计算方法，实际上说法并不很贴切，并引起了不少对规范理解上的误导：

1）6.4.1条说是考虑腹板屈曲后强度的计算，实际上把腹板压根不屈曲的情况也囊括进去了（如受弯正则化宽厚比小于0.85，受剪正则化宽厚比小于0.8），搞成了一个“大一统”的相关公式。

正因为把不屈曲的情况也纳入了，导致塑性发展系数也给带进来了。否则既然你说的都是“屈曲后”的事了，还有啥塑性发展系数呢？

2）对于腹板受剪发生局部屈曲的情况，公式把受剪屈曲后形成拉力场和不形成拉力场的情况也都包括进去了。条文规定，受剪正则化宽厚比计算，仅设置支座加劲肋（也就是无中间的横向加劲肋）时，h0/a取0。显然，不按一定间距设置中间的横向加劲肋，压根就无法形成啥拉力场（横向加劲肋是拉力场的区格边缘，相当于桁架的直腹杆）。

所以，不要一说腹板受剪屈曲，就马上想到拉力场，再马上想到设置横向加劲肋。6.4.2条的第4款要求，“考虑腹板屈曲后强度的梁，腹板高厚比不应大于250，可按构造需要设置中间横向加劲肋”，实际说的也就是这事。如果你压根不需要拉力场来实现屈曲后受剪承载力的提高，那你也就不需要再配置啥中间的横向加劲肋了。

3）腹板受弯的屈曲后承载力，6.4.1条规定按照有效截面的概念进行计算。而6.1.1条规定对于腹板为S5级截面时，也要求按有效截面计算，但却让按“钢标”8.4.2条（压弯构件）的规定。

既然8.4.2条专门针对压弯构件腹板局部屈曲给了有效截面计算公式，又覆盖了纯弯的情况，那同一本“钢标”在6.4.1条再给一个纯弯的公式又何必呢？何况二者计算结果还有一定的差异。再者，即便考虑6.4.1条是老规范延续下来的，从第6章受弯构件计算来说，你不参考同一章的有效截面计算，却大老远让跑第8章去，舍近求远，又何必呢？协调处理一下该有多简洁？

另外，由于“钢标”单独给了截面等级表，其中S4级截面并没有严格按照受弯的正则化宽厚比限值0.85来进行界定，导致明明有些截面宽厚比满足S4级要求，但按6.4.1却不是受弯全截面有效，和8.4.2的全截面有效的限值也存在一定的差异。

来源：从钢结构到装配式钢结构建筑，作者：牛必任，如有侵权请联系我们。