腹板摺曲強度

本節適用於撓曲構材之腹板受集中載重或反力，或者載重於垂直構材縱軸之 分量造成腹板受壓力之情況。

標稱腹板摺曲強度 Pn由表 6.5-1 決定。

對於單一未加勁腹板 φw = 0.75 對於 I 型斷面 φw = 0.8

對於具兩重疊之 Z 型斷面(two-nested Z sections)，以公式(6.5-4)決定翼板摺 曲強度時 φw = 0.85

撓曲構材腹板之寬厚比 h / t 大於 200 者，應有足夠之傳力路徑方式將集中載 重及或反力傳至腹板中。

表 6.5-1 之公式適用於 R / t 比小於 6 之樑與 R / t 比小於 7，N / t 比小於 210 及 N / h 比小於 3.5 之板。對於翼板以螺栓連接於斷面尾端支承構材之 Z 型斷面，

公式(6.5-1)可以乘上係數 1.3。但此斷面必須滿足下列限制：

1. h / t ≤ 150



k = 894F^y/E (6.5-21) m = t / 1.91 (mm) (6.5-22)

t = 腹板厚度 (mm)

N = 支承墊實際長度 (mm)

對於兩大小相等作用方向相反之集中荷重分配於不相同之承墊長度 時，取較小之 N 值計算

R = 內彎曲半徑

θ = 腹板平面與承載平面之夾角(45^°≤θ <90^°)

解說：對於橫向及剪力加勁肢非密集使用之冷軋鋼樑而言，局部受到極高載重及 反力時，可能造成腹板摺曲之現象。圖 C-6.5-1 所示為未加勁之單一腹板 及 I 型斷面所產生之摺曲破壞型式。

圖 C-6.5-1 冷軋鋼樑之翼板摺曲現象

有關單一矩型平板之挫屈問題與冷軋鋼樑腹板，受到局部分佈之邊緣作用 力時之摺曲行為的研究顯示[6.7]。由於冷軋鋼撓曲構材之腹板摺曲現象，

具有下列 7 項特點。因此，有關腹板摺曲之理論值分析相當複雜。

1. 作用力下應力非均勻分佈。

2. 腹板單元之彈性與非彈性不穩定。

3. 作用方施力點之局部降伏現象。

4. 作用力(或反力)偏心作用於假定之承載翼板受力範圍之外時所產生之 彎矩。

5. 板單元之法線方向具初始瑕疵。

6. 樑翼板之邊緣束制和翼、腹單元間之交互作用。

7. 非鉛直腹板之影響。

上 述 現 象 使 得 現 行 AISI 規 範 之 相 關 規 定 ， 係 由 一 系 列 之 實 驗 結 果 [6.22-6.24]所決定出來的。這些有關腹板摺曲行為之試驗，包括具單獨未 加勁腹板之樑與 I 型樑在四種載重情況下之研究；(1) 端點單翼載重，(2) 內部單翼載重，(3) 端點雙翼載重，(4) 內部雙翼載重。

各載重案示意於圖 C-6.5-2。圖(a)及(b)中，承載平板間之距離保持在腹板

深度之 1.5 倍以內，以防止發生雙翼受載之情形。

圖 C-6.5-2 翼板摺曲試驗之載重型式

(a) 端點單翼載重，(b) 內部單翼載重，(c) 端點雙翼載重，(d) 內部雙翼載重 本節所提供之腹板摺曲強度設計公式，針對之對象係具單一平坦腹板之撓 曲構材(凹槽斷面、Z 斷面、帽型斷面、筒狀構材，屋頂平板、地板等)以 及 I 型樑(由兩凹槽斷面背對背組合而成、以兩角鋼銲接至一凹槽或由三個 凹槽斷面連結而成)。對於不同之載重情況，應以不同之公式進行設計。

圖 C-6.5-3 說明各設計公式之適用情況；其中公式(6.5.1)、(6.5.2)和(6.5.3) 適於端點單翼受載之狀況，公式(6.5-4)和(6.5-5)適用於內部單翼受載之狀 況，公式(6.5-6)和(6.5-7)適用於端點雙翼受載之狀況，公式(6.5-8)和(6.5-9) 則為內部雙翼受載之狀況。

上述各公式由來，係依據[6.24，6.25]之實驗結果所發展出來，其中假設載 重與反力於腹板之分佈情形如圖 C-6.5-4 所示。圖中所示之力分佈狀況與 樑之撓曲反應無關。同時，由於撓曲作用之故，承載點之位置會因承載平 面不同而有差異，導致承載力非均勻傳入腹板之中。由 C-6.5-3(b)至 C-6.5-3(a)之過渡情形，標稱腹板摺曲強度 Pn之值將隨之改變。本規範(同 AISI 規範)所依據的實驗，具上述各種不連續之差異情況，已反應於各條 規定中。

圖 C-6.5-3 規範之表 6.5-1 計算公式適用情況示意圖

圖 C-6.5-4 假設之載重與反力分布示意圖

由公式(6.5-1)至(6.5-22)可看出，規範所規定之冷軋鋼樑標稱腹板摺曲強度