为什么在梁与柱的弯矩连接处需要加劲肋?
在钢结构设计中,工程师经常会在梁受压翼缘与柱的连接处设置加劲肋(Stiffeners)。那么,为什么必须这样做呢?答案就在于理解 腹板局部屈曲(Web Local Buckling) 和 腹板压溃(Web Crippling) 这两种失效模式。
腹板局部屈曲 (Web Local Buckling)
机制:
梁的薄腹板在高压应力作用下,就像一个短柱,会发生侧向屈曲。
位置:
常见于承受集中荷载或支座反力附近。
防止措施:
降低梁的高厚比。
在适当位置设置加劲肋,提高腹板稳定性。
腹板压溃 (Web Crippling)
机制:
当腹板与翼缘交界处承受高度集中的局部压力时,腹板会发生折皱或压溃。
位置:
支座处的反力区域。
集中荷载作用点。
防止措施:
增大承压面积以分散应力。
在支承或荷载位置设置加劲肋。
采用更厚的腹板。
二者区别
失效性质:
压溃 → 局部折皱或压碎。
屈曲 → 腹板整体侧向变形。
成因:
压溃 → 集中荷载导致应力集中。
屈曲 → 腹板整体受压应力过大。
范围:
压溃 → 高度局部化。
屈曲 → 可能波及整个腹板长度。
工程应用
弯矩连接:
当梁向柱传递较大弯矩时,翼缘与腹板交界处会产生极高局部压力,如果没有加劲肋或腹板厚度不足,就容易出现腹板压溃。
起重机梁:
起重机轮压荷载作用在很小的区域内,会导致局部极高应力,如果没有加劲措施,容易发生腹板压溃。
总结
加劲肋并不是“多余的钢板”,而是防止腹板局部屈曲和腹板压溃的关键措施。尤其在大弯矩或集中荷载作用下,它能确保梁柱连接的安全与可靠。

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