横向扭转屈曲的无支撑长度与屈服强度

AISC 360-10《钢结构建筑规范》提供了计算压缩凸缘的最大无支撑长度的规定，该长度将屈服力矩与横向扭转屈曲（LTB）分开。此公式为（AISC 360-10，公式F2-5）：

哪里

$L_p =$分隔完全屈服力矩和LTB的极限长度绕轴的回转半径杨氏模量材料的屈服强度
$r_y =$$y$
$E =$
$F_y =$

假设使用的是普通结构钢，则该材料的杨氏模量假定为相同，而与钢种无关。

该方程式的计算结果是，屈服强度较低的钢实际上可以比屈服强度较高的钢以较小的间隔支撑。换句话说，在相同的光束尺寸下，具有较高屈服强度的材料首先会弯曲。

我还发现这适用于使用ASME 锅炉和压力容器规范进行设计，特别是用于支撑的Ⅲ部分，NF分节。考虑到温度对屈服强度和杨氏模量的影响，高温下的构件可能会比室温下的构件弯曲得更长。

这对我来说似乎违反直觉。在相同的给定长度下，为什么较弱的材料会表现出更少的LTB作用？

如先前答案中所述，如果我们查看弯矩承载力与无支撑长度的曲线，我们会看到三个行为区域-屈服，非弹性LTB和弹性LTB（请参见AISC 钢结构手册中的图C-F1.1））。重要的是要注意，由于残余应力，我们只有无弹性的LTB。这就是项的来源（假定残余应力为）。同样重要的是要注意，弹性LTB处的临界应力方程形式为，而不是屈服应力的函数。Alpha是压缩法兰的平面外弯曲的术语，而β是扭转刚度的术语。$0.7F_yS_x$$0.3F_y$$\alpha + \sqrt{1+\beta}$

因此，从概念上讲，我们可以看一下忽略残余应力的曲线-这意味着我们只有屈服且具有弹性的LTB。当我们增加，弹性LTB曲线保持不变，而增加。结果是我们以较小的无支撑长度过渡到弹性LTB。考虑它的一种方法是，随着的增加，需要更多的力才能屈服该构件，从而使其更有可能在屈服之前发生弯曲。$F_y$$M_p$$F_y$

细长度（）是成员的长度与其最小回转半径的比率。应该理解为：$\lambda = L/r$

• 构件越细，则需要考虑其塑性强度而不是其欧拉（屈曲）强度。
• 成员越苗条，就越需要考虑其欧拉（屈曲）强度而不是其塑性强度。

换句话说，随着细长度的增加，临界屈曲应力成为限制因素而不是塑性屈服强度（）成为临界点。允许的最大抗压强度是屈服强度和屈曲强度中的最小值。如下图所示：$F_y$

如您所述，您提供的公式已将屈服力矩与横向扭转屈曲（LTB）分开。这就是临界强度从塑性强度变为欧拉强度的细长点。如果增加，则x轴上的该点将向左移动。这意味着细长将更小，因此构件的长度（或支撑点之间的长度）应该更小。$F_y$$\lambda$$L$

查看公式似乎违反直觉。但是您要记住的是，要么由于塑性屈服或LTB而失败。因此，在较高的屈服强度下，屈曲强度下降到比较低的屈服强度低的细长度（较小的构件长度）下的屈服强度。

希望能有所帮助。