对于《钢结构设计标准》（GB 50017-2017）（简称“钢标”）的受弯构件，本来想就整体稳定和局部稳定分开谈。落笔前再想想，钢标《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）（简称“钢规”），似乎没有那么多修改内容，于是就凑在一起，整体来谈受弯构件的计算，说说主要的修改及隐藏在条文后的内容。另外，感觉前几个专题写得太空了，所以这一个专题开始，稍微具体点说。

 

一、受弯构件的强度计算有何不同？

受弯构件的强度计算按下式进行。

似乎跟钢规没啥大的区别，仅仅是因为引入了截面等级，导致净截面模量的计算规定有一点不同。注意以下三点：

（1）S1~S4截面，在屈服前全截面都是有效的，因此取全截面模量；S5截面允许在屈服前即发生板件的局部屈曲，因此强度计算时的截面模量按有效截面，腹板的有效截面与压弯构件处的计算协调，而翼缘采用了简单的方式处理，取有效宽度。

规范条文表示“受压翼缘有效外伸宽度可取15ek”，实际表达上有点问题。准确的意思是，受压翼缘取外伸宽度和厚度比值为15ek，外伸宽度取15ektf。

（2）S5截面在钢标的引入，使得比钢规有所放宽，允许翼缘宽厚比超过15ek/13ek，可按有效宽度计算。这样，避免了有些情况下因为翼缘要加宽导致厚度必须增加而引起浪费（比如按钢规设计吊车梁，上翼缘有时需要保证一定的宽度，即便受力验算已通过，但如果加宽翼缘，则厚度必须也同时加大）。

（3）要考虑塑性发展系数，必须保证截面具备发展一定塑性的能力，也就是说，截面等级至少得是S3起，S4和S5截面无法发展塑性。

 

二、受弯构件的整体稳定增加了哪些内容？

受弯构件的整体稳定实际上在规范编制过程中经历了一些周折，如果看过钢标的征求意见稿就会发现。在征求意见稿中，整体稳定计算的稳定系数彻底改了，如下式所示。

最终颁布的钢标，把这些改动又彻底删除了，恢复了钢规的稳定系数公式。而同时给删除的还有原钢规4.2.3的第2款（免除整体稳定计算的条件）：

实际上既然稳定系数沿用了钢规，这一条规定依旧适用，使用钢标时，还可参考。

钢标在梁的稳定内容中增加了一个很重要的内容，是畸变屈曲的验算公式。畸变屈曲是个啥？看看下图。既然梁并不全是简支梁，还有框架梁。框架梁上翼缘有楼板时，下翼缘在负弯矩区受压，上翼缘由于受板的约束不动，会产生下图的屈曲模式。

钢标给了下列计算公式进行计算。 

另外注意，钢标第17章的性能化抗震设计中，关于框架梁端塑性耗能区，有如下针对畸变屈曲的构造要求，这在以往的规范中没出现过这一概念，需要注意。另外注意，横向加劲肋是控制畸变屈曲的有效措施。 

 

三、梁的局部屈曲改了啥？

梁的局部屈曲计算基本都是经典板壳稳定的内容，没有很大的修改。除了受弯正则化宽厚比的计算略有变化。钢标的规定： 

梁受压翼缘未受约束时的153改为了138。规范的解释是，腹板应力大的时候，翼缘应力也很大，无法给腹板提供约束，因此边界条件变弱，嵌固系数变化，从而153变成了138。

另外，腹板受剪的正则化宽厚比也有一点变化，如下式，增加了一个系数（ita）。

对照看，钢规的公式如下式： 

钢标中的公式： 

钢标明确规定： 

钢标条文说明并未给出说明。实际的理由是，框架梁梁端最大应力区应力较大，翼缘无法给腹板提供约束，嵌固效应削弱。

从上面的内容可以看到，钢规在受弯计算的规定，考虑更多的是简支梁的情况，而钢标则全面考虑了结构中各种情况的梁。

另外需要注意的是，从本质上说，截面等级的S4级，照理应该是和梁受弯计算处的局部屈曲宽厚比的限值条件完全一致。但钢标考虑了参考国外规范等等因素，事实上截面等级处规定的S4级截面宽厚比限值和局部屈曲处略有不同，设计时需要注意区分。

知识点：受弯构件的计算

受弯构件的计算