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5.3横截面的分类
5.3.1依据
（1）当使用塑性全局分析时，形成塑性铰的构件应当能够提供足够的旋转使其满足弯矩再分配的需求。
（2）当使用弹性全局分析时，只要该构件的设计考虑到横截面上产生的抵抗力，可以用于各构件的任意横截面上的局部弯曲。
5.3.2分类
- 四类横截面定义如下：
· 1类截面需要对形成的塑性铰的转动能力进行塑性分析。
· 2类横截面具有很强塑性抵抗力矩，但其转动能力有限。
· 3类横截面是在极限压缩下能达到其屈服强度时的计算应力，但局部屈曲容易阻止塑性抵抗力矩的钢构件。
· 4类横截面是那些在确定其抵抗弯矩或抗压性时，必须对局部屈曲的影响作出明确的限定的横截面。
(2)第4类横截面的有效宽度由于局部屈曲的影响应作出相应的减小，见5.3.5。
(3)截面的分类取决于其压缩元件的比例。
(4)压缩单元包括在荷载组合下，横截面上由于轴向力或弯矩引起的完全或部分压缩的每一部分。
(5)在一般情况下，在一个横截面（如腹板或翼缘）中的各种压缩元件可以属于不同的类别。
(6)一个横截面通常是按其压缩的最高（最有利于）的元件的类别进行分类的。
(7)另外，横截面的分类也可以通过引用的翼缘和腹板分类来的定义。
(8)1类、2类和3类压缩单元的极限比例见表5.3.1。不能满足前3类的元件应视为第4类。
5.3.3横截面的塑性全局分析
- 在塑性铰位置，构件的横截面包含塑料铰链对称轴所在的平面。
(2)在塑性铰位置，构件的横截面中塑料铰链的旋转能力必须不小于塑料铰链位置的。
(3)为了满足上述要求，构件的旋转需要旋转分析来确定。
(4)对于建筑结构，在该结构中不计算所需的旋转，所有包含塑性铰的构件应在塑性铰位置上有1类横截面。
(5)各成员的横截面随长度而变化，应满足以下附加标准：
a)相邻位置的塑性铰链，腹板的厚度不能小于塑性铰链间的最小距离2d，其中d是腹板在塑性铰链位置的厚度。
b)相邻位置的塑料铰链，对于1类横截面，压缩翼缘距离梁的塑性铰位置不小于下面的较大者：
· 2d 其中 d的定义见(a)
· 梁的力矩降至塑性力矩的0.8倍时的该点到中心点的距离。
c)其他地方的压缩翼缘应该是1类或2类，而腹板应该是1类，2类或3类。
5.3.4使用弹性全局分析时的截面要求
（1）当使用弹性的全局分析时，横截面分类的作用是确定的其局部抗弯承载力。
（2）当所有的压缩元件的横截面是2类，横截面可以充分发挥其塑性抵抗力矩。
（3）当所有的压缩元件横截面是3类,其阻力可能是分布在整个截面的弹性应力,仅限于普通构件的屈服强度。
（4）当第一次屈服发生在中性轴时，3类横截面的受拉区的塑性抵抗力，可以使用《欧洲预备标准》（1993-1-3）和《欧洲规范》（3-1.3 14）中给定的方法来确定。
（5）具有2类压缩翼缘和3类腹板的横截面的抵抗力，可以用2类腹板代替该腹板以减小其有效面积，可以使用《欧洲预备标准》（1994-1-1）和《欧洲规范》（4-1.1 14）中给定的方法来确定。
（6）当一个任何单元横截面都是4类横截面，应取一个4类横截面进行设计，见5.3.5。
表 5.3.1 压缩元件的最大宽度与厚度比 (第一页)
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a) 腹板(内部元件垂直于轴的弯曲)
弯曲轴 |
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类别 |
腹板的弯曲 |
腹板的压缩 |
腹板的弯曲和压缩 |
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单元的 应力分布 |
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1 |
d/tW ≦ 72Ɛ |
d/tW ≦ 33Ɛ |
当 a gt; 0.5: d/tW ≦396Ɛ/(13a–1) 当 a ≦0.5:d/tW ≦36Ɛ/a |
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|
2 |
d/tW ≦ 83Ɛ |
d/tW ≦ 38Ɛ |
当 a gt; 0.5: d/tW≦456Ɛ/(13a – 1) alpha; ≦ 0.5: d/tW ≦41.5Ɛ/a |
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单元的 应力分布 |
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|
3 |
d/tW ≦ 124Ɛ |
d/tW ≦ 42Ɛ |
当 gt; – 1: d/tW ≦42Ɛ/(0,67 0,33) 当 ≦ – 1：
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|
fy |
235 |
275 |
355 |
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|
Ɛ |
1 |
0.92 |
0.81 |
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表5.3.1 压缩元件的最大宽度与厚度比 (第二页）
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b)内部翼缘元件(平行于轴的内部元件)
弯曲轴 |
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类别 |
类型 |
弯曲段 |
压缩段 |
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单元和 截面的 应力分布 |
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1 |
热轧空心型钢 其他 |
(b-3tf)/tf b/tf |
≦ 33Ɛ ≦ 33Ɛ |
(b-3tf)/tf b/tf |
≦ 42Ɛ ≦ 42Ɛ |
|||||
|
2 |
热轧空心型钢 其他 |
(b-3tf)/tf b/tf |
≦38Ɛ ≦38Ɛ |
(b-3tf)/tf b/tf |
≦ 42Ɛ ≦ 42Ɛ |
|||||
|
单元和 截面的 应力分布 |
|
|
||||||||
|
3 |
热轧空心型钢 其他 |
(b-3tf)/tf b/tf |
≦42Ɛ ≦42Ɛ |
(b-3tf)/tf b/tf |
≦42Ɛ ≦42Ɛ |
|||||
|
|
fY |
235 |
275 |
355 |
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|
Ɛ |
1 |
0.92 |
0.81 |
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表5.3.1 压缩元件的最大宽度与厚度比 (第三页）
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c)外部翼缘
热轧构件 焊接构件 |
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类别 |
界面类型 |
翼缘受压力 |
翼缘受压力和弯曲 |
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压力 |
张力 |
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元件 应力分布 |
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1 |
热轧 焊接 |
c/tf ≦ 10Ɛ c/tf ≦ 9Ɛ |
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|
2 |
热轧 焊接 |
c/tf ≦ 11Ɛ c/tf ≦ 10Ɛ |
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|
元件 应力分布 |
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|
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3 |
热轧焊接 |
c/tf ≦ 15Ɛ c/tf ≦14Ɛ |
For ko see Table 5.3.3 |
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fy |
235 |
275 |
355 |
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Ɛ |
1 |
0.92 |
0.81 |
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表5.3.1 压缩元件的最大宽度与厚度比 (第四页）
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d)角钢
指的是 不适用于 外部翼缘 连续角
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类别 |
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