5.4 有效截面的计算

5.4.1 应按下述三种情况确定构件有效截面：
1 对于不满足第5.2.1条宽厚比限值的非焊接受压扳件，应计算考虑局部屈曲影响的板件有效厚度t_e，并在板件受压区范围内以有效厚度t_e 取代板件厚度t ，但各板件根部连接区域或倒角部位应按全部有效处理（图5.4.1-1）。

图5.4.1-1 非焊接板件根部连接区域或倒角部位的有效截面

2 对于焊接受拉板件或满足第5.2.1条宽厚比限值的焊接受压板件，仅需按第5.3.2条计算有效厚度t_e,haz，并在热影响区内应以有效厚度t_e,haz取代板件厚度 t 。
3 对于不满足第5.2.1条宽厚比限值的焊接受压板件，应同时考虑局部屈曲和热影响效应：在非热影啊区的受压区范围内应以有效厚度 t_e 取代板件厚度 t ；在受拉区范围的热影响区内应以有效厚度t_e,haz取代板件厚度 t ；在受压区范围的热影响区内应以有效厚度t_e,haz和有效厚度 t_e 中的较小值取代板件厚度 t（图5.4.1-2）。

图5.4.1-2 同时考虑局部屈曲和热影响效应的板件有效厚度

5.4.2 轴压构件的有效截面应按第5.4.1条确定的各板件有效厚度计算[图5.4.2(a)]。

图5.4.2 有效截面的计算
x-x 为根据有效截面确定的中和轴

5.4.3 受弯构件及压弯构件的有效截面应按第5.4.1条确定的各板件有效厚度计算[图5.4.2(b)]。
 

条文说明

5.4 有效截面的计算
5.4.3 受弯构件或压弯构件中，不均匀受压加劲板件的有效厚度依赖于压应力分布不均匀系数 ψ ，而计算 ψ 首先应确定截面中和轴位置，但中和轴位置又取决于各板件有效厚度在全截面中的分布，因此，需要通过迭代计算确定中和轴位置后才可以计算其他有效截面参数。当中和轴位于截面形状发生变化部分的附近时（例如工字形截面腹板和翼缘交界处），迭代计算可能发生振荡不易收敛。因中和轴附近受压区域的板件实际应力很小，不易发生局部屈曲，迭代计算时可不考虑该区域板件的厚度折减以保证计算的收敛性。
有效截面特性按下述迭代方法进行计算：
1 计算受压翼缘的有效截面。
2 假定腹板全部有效（不考虑局部屈曲影响，但对于焊接情况，仍应考虑焊接热影响效应，按第5.4.1条第2款确定腹板有效截面）确定中和轴位置。
3 根据中和轴位置计算腹板的压应力分布不均匀系数 ψ ，并按第5.4.1条第3款确定腹板的有效截面。
4 根据第3步确定的腹板有效截面再次计算中和轴位置。
5 重复步骤第3、4步直至两次计算的腹板有效截面厚度及中和轴位置近似相等。
6 根据最后确定的中和轴位置及各受压板件的有效截面计算有效截面惯性矩I_e及有效截面模量W_e，W_e为距中和轴较远的受压侧有效截面模量。