受弯构件(梁)课件.ppt

1、本章基本要本章基本要求求1.1.了解受弯构件的种类及应用；了解受弯构件的种类及应用；2.2.了解受弯构件整体稳定和局部稳定的计了解受弯构件整体稳定和局部稳定的计 算原理，算原理，掌握梁的计算方法掌握梁的计算方法；3.3.掌握组合梁设计的方法及其主要的构造掌握组合梁设计的方法及其主要的构造 要求；要求；4.4.掌握梁的拼接和连接主要方法和要求掌握梁的拼接和连接主要方法和要求。5.15.1受弯构件的类形和应用受弯构件的类形和应用梁梁承受横向荷载的受弯实腹式构件承受横向荷载的受弯实腹式构件 格构式梁格构式梁桁架桁架5.1.1受弯构件类型受弯构件类型2.按制作方法分：型钢截面梁按制作方法分：型钢截面梁

2、(图图5-1)冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢 组合截面梁组合截面梁(图图5-2)楼盖梁楼盖梁 平台梁平台梁1.1.按功能分按功能分 吊车梁吊车梁 檩条檩条 墙架梁等墙架梁等图图5-15-1型钢和薄壁型钢梁截面形式型钢和薄壁型钢梁截面形式5-25-2组合梁截面形式组合梁截面形式3.3.按受力变形分：按受力变形分：单向弯曲梁单向弯曲梁 双向弯曲梁双向弯曲梁5.1.25.1.2梁的设计计算内容梁的设计计算内容正常使用极限状态正常使用极限状态 刚度刚度承载能力极限状态承载能力极限状态强度强度抗弯强度抗弯强度抗剪强度抗剪强度局部压应力局部压应力折算应力折算应力整体稳定整体稳定局部稳定局部稳定5.2 5.2 梁

3、的强度和刚度梁的强度和刚度VmaxMmax1.1.抗弯强度抗弯强度(1)(1)工作性能工作性能 弹性阶段弹性阶段 x x5.2.15.2.1梁的强度梁的强度nxxeWM fy 弹性阶段的最大弯矩弹性阶段的最大弯矩:nxyyeWfMM(5-1)(5-1)弹塑性阶段弹塑性阶段塑性工作阶段塑性工作阶段弹性区消失，形成塑性铰弹性区消失，形成塑性铰 。x xf fy ynxxeWM nxyyWfM pnxyxpWfM a aa af fy yf fy y分为分为 和和 两个区域。两个区域。Efy max Efy 式中：式中：S S1nx1nx、S S2nx2nx分别为中和轴以上、以下截面分别为中和轴以上

4、、以下截面对中和轴对中和轴X X轴的面积矩；轴的面积矩；Wpnx截面对中和轴的塑性抵抗矩。截面对中和轴的塑性抵抗矩。)25(21 pnxynxnxyxpWfSSfM塑性铰弯矩塑性铰弯矩 与弹性最大弯矩与弹性最大弯矩 之比之比:pnxyxpWfM nxyxWfM)35(WWMMnxpnxxxpF F只取决于截面几何形状而与材料的性只取决于截面几何形状而与材料的性质无关的形状系数。质无关的形状系数。)(07.11wFAA 对对X X轴轴对对Y Y轴轴5.1 F X XXYYA1Aw(2)(2)抗弯强度计算抗弯强度计算 梁设计时只是有限制地利用截面的塑性，梁设计时只是有限制地利用截面的塑性，如工字形

5、截面塑性发展深度取如工字形截面塑性发展深度取ah/8ah/8。单向弯曲单向弯曲梁梁)45(nxxx fWM 双向弯曲梁双向弯曲梁)55(nyyynxxx fWMWM x xaafyyx,式中：式中：截面塑性发展系数，对于工字形截面截面塑性发展系数，对于工字形截面梁梁:2.1;05.1yx 其他截面见表其他截面见表5.15.1。yyftbf2351523513 当翼缘外伸宽度当翼缘外伸宽度b b与其厚度与其厚度t t之比满足之比满足:时，时，0.1x 需要计算疲劳强度的梁需要计算疲劳强度的梁:0.1yx X XX XY YY Yb bt t2.抗剪强度抗剪强度VmaxMmaxtmax x x)6

6、5(wmax vftISVt t3.局部压应力局部压应力 当梁的翼缘受有沿腹板平面作用的固定集中荷当梁的翼缘受有沿腹板平面作用的固定集中荷载且荷载处又未设置支承加劲肋时，或有移动的集载且荷载处又未设置支承加劲肋时，或有移动的集中荷载时，应验算腹板高度边缘的局部承压强度。中荷载时，应验算腹板高度边缘的局部承压强度。图图5-35-3局部压局部压应力应力)75(zwc fltF F F 集中力集中力,对动力荷载应考虑动力系数；对动力荷载应考虑动力系数；集中荷载增大系数，重级工作制吊车集中荷载增大系数，重级工作制吊车 为为1.351.35，其他为，其他为1.01.0；l lz z -集中荷载在腹板计算

7、高度边缘的假定集中荷载在腹板计算高度边缘的假定分布长度：分布长度：跨中集中荷载：跨中集中荷载：Ryzhhal25 -集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，对集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，对 吊车轮压可取为吊车轮压可取为50mm50mm；h hy y自梁承载边缘到腹板计算高度边缘的距离；自梁承载边缘到腹板计算高度边缘的距离；h hr r轨道的高度，计算处无轨道时取轨道的高度，计算处无轨道时取0 0；梁端到支座板外边缘的距离，按实际取，梁端到支座板外边缘的距离，按实际取，但不得大于但不得大于2.5h2.5hy y。梁端支座反力：梁端支座反力：15.2ahalyz a1a腹板的计算高度腹板的计算高度h

8、ho o的规定：的规定：轧制型钢，两内孤起点间距轧制型钢，两内孤起点间距;焊接组合截面，为腹板高度焊接组合截面，为腹板高度;铆接时为铆钉间最近距离铆接时为铆钉间最近距离。hobt1hobt1ho4.4.折算应力折算应力)85(312c2c2 f t t nxIyM 其其中中：c,应带各自符号，拉为正应带各自符号，拉为正。异号时异号时，;2.11 c,c,同号时或同号时或,0c 1.11 1 计算折算应力的设计值增大系数。计算折算应力的设计值增大系数。原因：原因：只有局部某点达到塑性只有局部某点达到塑性 异号力场有利于塑性发展，提高设计强度异号力场有利于塑性发展，提高设计强度 5.2.2 5.2

9、.2 受弯构件的刚度受弯构件的刚度)95(等截面简支梁相对挠度：等截面简支梁相对挠度：)105(10485xxkxxk lvEIlMEIlMlv梁的最大挠度，按荷载标准值计算。梁的最大挠度，按荷载标准值计算。由教材附表查得。受弯构件容许挠度值，vIx跨中毛截面抵抗矩跨中毛截面抵抗矩 Ix1支座附近毛截面抵抗矩支座附近毛截面抵抗矩 翼缘截面改变的简支梁相对挠度：翼缘截面改变的简支梁相对挠度：)115()2531(10 xxxxk1 lvIIIEIlMlvxIxIx15.3 5.3 受弯构件的整体稳定受弯构件的整体稳定5.3.1基本概念基本概念侧向弯曲，伴随扭转侧向弯曲，伴随扭转出平面弯扭屈曲。出

10、平面弯扭屈曲。图图5-4 5-4 两端夹支座两端夹支座 梁维持其稳定平衡状态所承担的最大荷梁维持其稳定平衡状态所承担的最大荷载或最大弯矩，称为载或最大弯矩，称为临界荷载临界荷载或或临界弯矩临界弯矩。图图5-55-5梁的侧向弯扭屈曲梁的侧向弯扭屈曲原因：原因：受压翼缘应力达临界应力，受压翼缘应力达临界应力，其弱轴为其弱轴为 1-11-1轴，但由于有轴，但由于有腹板作连续支承，（下翼缘和腹板作连续支承，（下翼缘和腹板下部均受拉，可以提供稳腹板下部均受拉，可以提供稳定的支承），只有绕定的支承），只有绕y y轴屈曲，轴屈曲，侧向屈曲后，弯矩平面不再和侧向屈曲后，弯矩平面不再和截面的剪切中心重合，必然产

11、截面的剪切中心重合，必然产生扭转。生扭转。XXYY11XXYY 5.3.2 梁的临界弯矩梁的临界弯矩Mcr建立建立 弯矩作用在最大刚度平面，屈曲时钢梁处弯矩作用在最大刚度平面，屈曲时钢梁处于弹性阶段；于弹性阶段；梁端为夹支座（只能绕梁端为夹支座（只能绕x x轴，轴，y y轴转动，不轴转动，不能绕能绕z z轴转动，只能自由挠曲，不能转）；轴转动，只能自由挠曲，不能转）；梁变形后，力偶矩与原来的方向平行梁变形后，力偶矩与原来的方向平行(即即小变形小变形)。1.1.基本假定基本假定2.2.纯弯曲梁的临界弯矩纯弯曲梁的临界弯矩YYZZdzdvv图图5-6 5-6 梁在最大刚度平面内弯曲梁在最大刚度平面

12、内弯曲zMMZY 在在yzyz平面内为梁在最大刚度平面内弯曲，平面内为梁在最大刚度平面内弯曲，其弯矩的平衡方程为：其弯矩的平衡方程为：)125(22MdzvdEIxXZMXZZdzdudzduMMu图图5-7 5-7 梁在梁在XX、ZZ平面内侧向弯曲平面内侧向弯曲在在x z x z 平面内为梁的侧向弯曲，其弯矩的平面内为梁的侧向弯曲，其弯矩的平衡方程为：平衡方程为：)135(22MdzudEIyMXXYYXYYMuv图图5-8 5-8 截面形心的截面形心的 位移和转角位移和转角由于梁端部夹支，中部由于梁端部夹支，中部任意截面扭转时，纵向任意截面扭转时，纵向纤维发生了弯曲，属于纤维发生了弯曲，属

13、于约束扭转，其扭转的微约束扭转，其扭转的微分方程为：分方程为：)145(utwMGIEI将将(5-14)(5-14)微分一次利用微分一次利用(5-13)(5-13)消去消去 得到只有未知得到只有未知数数 的弯扭屈曲微分方程的弯扭屈曲微分方程:u)155(02 ytwEIMGIEI梁侧扭转角为正弦曲线分布，即：梁侧扭转角为正弦曲线分布，即：LzC sin 代入代入（5-155-15）式中，得：）式中，得：)165(0sin222LzCEIMLGILEIytw使上式在任何使上式在任何 z z 值都成立，则方括号中的值都成立，则方括号中的数值必为零，即：数值必为零，即：0222 ytwEIMLGIL

14、EI 上式中的上式中的M M即为该梁的临界弯矩即为该梁的临界弯矩M McrcrlGIEIlGIEIGIEIlMtwtwtwcr221(5-17)(5-17)自由扭转刚度。翘曲刚度；侧向抗弯刚度；式中twyGIEIEI称为梁的侧向屈曲系数，对于双轴对称称为梁的侧向屈曲系数，对于双轴对称工字形截面工字形截面I Iw w=I=Iy y(h/2)(h/2)2 2 222221211 twtwGIEILhGIEILtyGIEILh22 荷载情况荷载情况值值MMM 21 10113.1 2.10135.1 74.19.12135.1 44.19.11113.1 荷载作用于形心荷载作用于形心荷载作用于上、下

15、翼缘荷载作用于上、下翼缘“”用用于荷载作于荷载作用在上翼用在上翼缘；缘；“”用用于荷载作于荷载作用在下翼用在下翼缘缘.说明说明3.3.对于不同荷载和荷载作用位置不同，其对于不同荷载和荷载作用位置不同，其值不同值不同4.4.单轴对称截面工字单轴对称截面工字形截面梁的临界弯矩形截面梁的临界弯矩aSyoh1h2OXY图图5-95-9单轴对称截面单轴对称截面 wtywyyycrEIGIlIIBaBalEIM22232322211 S-S-为剪切中心为剪切中心022)(21ydAyxyIBAxy 其中其中（参见铁木辛柯（参见铁木辛柯“弹性稳定弹性稳定理论理论”一书）一书）(5-18)(5-18)yIhI

16、hIy22110 剪切中心坐标剪切中心坐标aSyoh1h2OXYI 1I 2系数系数321 值值荷荷 载载 类类 型型跨中点集中荷载跨中点集中荷载满跨均布荷载满跨均布荷载纯弯曲纯弯曲1 2 3 1.351.351.131.131.01.00.550.550.460.460.00.00.400.400.530.531.01.05.3.35.3.3影响梁整体稳定的主要因素影响梁整体稳定的主要因素侧向抗弯刚度、抗扭刚度；侧向抗弯刚度、抗扭刚度；受压翼缘的自由长度受压翼缘的自由长度;荷载作用种类；荷载作用种类；荷载作用位置；荷载作用位置；梁的支座情况。梁的支座情况。2.2.提高梁整体稳定性的有效措施提

17、高梁整体稳定性的有效措施增加受压翼缘的宽度；增加受压翼缘的宽度；在受压翼缘设置侧向支撑。在受压翼缘设置侧向支撑。1.1.主要影响因素主要影响因素5.3.45.3.4梁的整体稳定计算梁的整体稳定计算1.1.不需要计算整体稳定的条件不需要计算整体稳定的条件有铺板有铺板(各种钢筋混凝土板和钢板各种钢筋混凝土板和钢板)密铺密铺 在梁的受压翼缘上并与其牢固相连、能在梁的受压翼缘上并与其牢固相连、能 阻止其发生侧向位移时；阻止其发生侧向位移时；H H型钢或等截面工字形简支梁受压翼缘的型钢或等截面工字形简支梁受压翼缘的 自由长度自由长度l l1 1与其宽度与其宽度b b1 1 之比不超过下表规之比不超过下表

18、规 定时；定时；对于箱形截面简支梁，其截面尺对于箱形截面简支梁，其截面尺寸满足：寸满足：可不计算整体稳定性可不计算整体稳定性。yfblbh23595,6010 b bb b0 0t t1 1h h0 0t tw wt tw wt t2 2b b1 1b b2 2h h12.015.09.5Q42012.515.510.0Q39013.016.510.5Q34516.020.013.0Q235荷载作用在荷载作用在下翼缘下翼缘荷载作用在荷载作用在上翼缘上翼缘跨中受压翼缘有侧向支跨中受压翼缘有侧向支承点的梁承点的梁,不论荷载作用不论荷载作用在何处在何处跨中无侧向支承点的梁跨中无侧向支承点的梁 l l

19、1 1/b b1 1 条件条件 钢号钢号 yfblbh23595,6010 图图5-105-10箱形截面箱形截面2.2.整体稳定计算整体稳定计算 当截面仅作用当截面仅作用M Mx x时：时：（1 1）按下式计算梁的整体稳定性：）按下式计算梁的整体稳定性：稳定系数。材料分项系数；式中即：ycrbRxbxbRyycrRcrxxffWMfffWM)195(（2 2）稳定系数的计算）稳定系数的计算 任意横向荷载作用下：任意横向荷载作用下：轧制轧制H H型钢或焊接等截面工字形简支梁型钢或焊接等截面工字形简支梁取值见规范。单轴对称截面双轴对称时截面不对称影响系数，受压翼缘的厚度；梁高，；等效临界弯矩系数；

20、式中bbbyybybyxybbthilfhtWAh0)205(2354.41432011212 轧制普通轧制普通工字形简支梁工字形简支梁 其他截面的稳定系数计算详见规范其他截面的稳定系数计算详见规范。上述稳定系数按弹性理论得到的，当上述稳定系数按弹性理论得到的，当时梁已经进入弹塑性工作状态，整体稳定临时梁已经进入弹塑性工作状态，整体稳定临界力显著降低，因此对稳定系数加以修正：界力显著降低，因此对稳定系数加以修正：可可查查表表得得到到。b 6.0 b，其其中中：代代替替，稳稳定定计计算算时时应应以以当当bbb 6.0bb 282.007.1 当截面同时作用当截面同时作用M Mx x 、M My

21、y时：时：规范给出了一经验公式：规范给出了一经验公式：)215(fWMWMyyyxbx强度公式的一致性。影响和保持与而是为了降低后一项的塑性阶段，轴以进入但并不表示沿取值同塑性发展系数，yy【例5-1】一焊接工字形截面简支梁，跨度12m，无侧向支撑。跨度中央处上翼缘作用一集中力 荷载，标准值为 ，其中横荷载占20，活荷 载占80。钢材Q235B。选择两个截面如图示，两梁的截面面积荷梁高均相等。求此梁各能承 受的集中荷载标准值 （梁自重不计）。设由 整体稳定和抗弯强度控制。解1.双轴对称工字形截面 (1)截面几何特征值kPkP9.137871200087224001071.11055.91232

22、1088.5221071.14001612121088.56081640021200812122400812001640021836948349232yyyyxxyxilmmAIimmhIWmmImmImmA60.0567.012324.4120009.13711055.912000224009.1374320800.02354.414320800.0390.018.073.018.073.00.2390.012324001612000)2(62212111yyxybbbfhlWAhhbt l整体稳定系数(3)梁能承受的弯矩设计值 2.单轴对称工字形截面(1)截面几何特征值kNPPPPPPkN

23、lMPmkNfWMkkkkxxbx4.28536.11.38836.1:36.18.04.12.02.11.388123.116444:)4(3.11641055.9215567.06标准值设计值集中荷载 截面形心轴位置mmAIimmyIWmmImmImmyyyyxyx92224001091.11006.15.5461091.11091.132016121480161211078.55.677163205.6698315.5308315.538164805.5461632081200164801224163206168120081648083781148234922321 侧向长细比60.07

24、88.0434.012324.4164.13011007.11232224004.1304320789.02354.414320434.01771.028.0128.0789.0325.018.073.018.073.08.0771.01044.01047.11047.10.2325.01232480161200)2(4.1309212000282212888211111ybyxybbbBBbyfhtWAhIIIhbt l参数整体稳定系数换算为379126811043.85.54612321078.50.1,235138.14164240,)4(1.1617101006.1215712.0)3

25、(712.0788.0282.007.1mmyhIWftbmkNfWMxxxyxbxb受拉翼缘的抗弯强度需验算按对称工字形截面对加强受压翼缘的单轴梁承受的弯矩比较计算结果，两梁的截面面积和高度相同，单轴对称截面梁承受的荷载比双轴对称截面梁大38.9，但截面惯性矩降低约2，即挠度值比双轴对称截面梁增加2、。kNPPkNlMPmkNmkNfWMkxxxx5.39636.12.53936.1:2.539127.161744:)4(7.16174.1811101043.82151662标准值设计值承受的集中荷载5.4梁的局部稳定5.4.1 5.4.1 梁的局部失稳概念梁的局部失稳概念 当荷载达到某一值

26、时，梁的腹板和受压当荷载达到某一值时，梁的腹板和受压翼缘将不能保持平衡状态，发生出平面波形翼缘将不能保持平衡状态，发生出平面波形鼓曲，称为梁的局部失稳鼓曲，称为梁的局部失稳(图图5-11)5-11)。图图5-115-11梁的局部失稳形式梁的局部失稳形式5.4.2 5.4.2 受压翼缘的局部稳定受压翼缘的局部稳定 梁的受压翼缘可近似视为：一单向均匀受梁的受压翼缘可近似视为：一单向均匀受压薄板，其临界应力为：压薄板，其临界应力为：其余符号同前。弹性模量折减系数；板边缘的弹性约束系数屈曲系数；式中：;)225()1(12222btEcr将将 E=206E=206X10103 3 N/mmN/mm2

27、2，=0.3=0.3代入上式，得：代入上式，得：2100618 bt.cr 22100953.310025.00.1425.0618 btbt.cr0.1 并视受压翼缘悬伸部分，为三边简支，且板长趋于并视受压翼缘悬伸部分，为三边简支，且板长趋于无穷大，故无穷大，故=0.425；不考虑腹板对翼缘的约束作；不考虑腹板对翼缘的约束作用，用，令，令=0.25，则：，则：0.1因此规范规定不发生局部失稳的板件宽厚比：强度计算考虑截面塑性发展时：强度计算考虑截面塑性发展时：强度计算不考虑截面塑性发展时：强度计算不考虑截面塑性发展时：)235(23513yftb)245(23515yftbyftb23513

28、 由由 条件，得：条件，得：ycrf )255(235400yftbb b0 0t th h0 0t tw wb bb b0 0t th h0 0t tw w纵向加劲肋纵向加劲肋横向加劲肋横向加劲肋5.4.25.4.2腹板的局部稳定腹板的局部稳定1.加劲肋的设置加劲肋的设置 x x x xmaxtmaxV VmaxM Mmax(1)(1)纯弯屈曲纯弯屈曲由非均匀受压薄板的屈曲理论，得：由非均匀受压薄板的屈曲理论，得：2022)1(12 htEwcr 20100618 ht.wcr即即：图图5-12 5-12 弯曲屈曲弯曲屈曲对于腹板不设纵向加劲肋时，若保证其弯曲对于腹板不设纵向加劲肋时，若保证

29、其弯曲应力下的局部稳定应使：应力下的局部稳定应使：ycrf yfht 20wcr)100(6.18 即：即：腹板不会发生弯曲屈曲，否则在受压区设置腹板不会发生弯曲屈曲，否则在受压区设置纵向加劲肋。纵向加劲肋。ywywfthfth23515323517700 和和，得：翼缘受约束和未受约束分别相当于梁受压和，)(23.166.19.23)265(23515023517000ywywfthfth和规范规定不设纵向加劲肋的限值为规范规定不设纵向加劲肋的限值为hoa(2)(2)纯剪屈曲纯剪屈曲图图5-13 5-13 纯剪屈曲纯剪屈曲弹性阶段临界应力：弹性阶段临界应力：222)1(12 dtEwcr t

30、 t2100618 dt.wcrt t即即：ahd,min0 式中：式中：弹塑性阶段临界应力弹塑性阶段临界应力(经验公式经验公式)：crpcrt tt tt t vypf8.0t剪切比例极限，取不考虑残余应力的影响 腹板就不会由于剪切屈曲而破坏，否则腹板就不会由于剪切屈曲而破坏，否则应设置横向加劲肋。应设置横向加劲肋。规范取不设横向加劲肋限值规范取不设横向加劲肋限值：)275(235800ywfth若不发生剪切屈曲，应使：若不发生剪切屈曲，应使：3yvycrff t tywfth235850 ，得得：，取取25.134.50 hacrc,hoa20100618 ht.wc,cr若在局部压应力下

31、不发生局部失稳，若在局部压应力下不发生局部失稳，应满足：应满足：yc,crf（3 3）局部压应力下的屈曲）局部压应力下的屈曲图图5-14 5-14 局压屈曲局压屈曲，得：，得：，时，时，当当683.1275.520 haywfth235840 腹板在局部压应力下不会发生屈曲。腹板在局部压应力下不会发生屈曲。)285(235800ywfth规范取：规范取：综上所述，梁腹板加劲肋设置如下：综上所述，梁腹板加劲肋设置如下：，可不配置加劲肋；若，按构造配置加劲肋；若时当00,23580)1(0ccywfth直接承受动力荷载的实腹梁：直接承受动力荷载的实腹梁：时，或按计算需要时束）（受压翼缘扭转未受约时

32、或当（受压翼缘扭转受约束其中：当劲肋，时，按计算配置横向加当ywywywfthfthfth235150)23517023580)2(000应在弯曲受压较大区格，加配纵向加劲肋。应在弯曲受压较大区格，加配纵向加劲肋。；任任何何情情况况下下，ywfth235250)3(0 以上公式中以上公式中h h0 0为腹板的计算高度，为腹板的计算高度，t tw w为为腹板厚度。腹板厚度。对于单轴对称截面梁，在确定是否配置对于单轴对称截面梁，在确定是否配置纵向加劲肋时，纵向加劲肋时，h h0 0取腹板受压区高度取腹板受压区高度h hc c的的2 2倍。倍。(4)(4)梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中梁的支座处

33、和上翼缘受有较大固定集中荷载处，宜设置支承加劲肋。荷载处，宜设置支承加劲肋。2.2.配置加劲肋的腹板稳定计算配置加劲肋的腹板稳定计算(1)(1)仅用横向加劲肋加强的腹板仅用横向加劲肋加强的腹板)295(12,2crcrcccrtta aawhwh式中式中:计算区格，平均弯矩作用下，腹计算区格，平均弯矩作用下，腹板板计算高度边缘的弯曲压应力；计算高度边缘的弯曲压应力；计算区格，平均剪力作用下，腹计算区格，平均剪力作用下，腹板板截面剪应力截面剪应力,腹板计算高度边缘的局部压应力，腹板计算高度边缘的局部压应力，为腹板高度；，wwwhthVt;zwcltFc。单独作用下的临界应力crccrcrccrc

34、r,tt用于抗弯计算的腹板通用高厚比用于抗弯计算的腹板通用高厚比的实用表达式如下：crccrcr,t），则代人式（，将性临界应力为理想平板受弯时的弹其中3053.0,/10206112)305(232022vmmNEhtvEkfwbbcrcrcryb的计算cr)335(235153/23252351772)315(2351.28/0ywcbywcbbbybbwbfthfthkfkth受到约束时：当梁的受压翼缘扭转未）（到约束时：当梁的受压翼缘扭转受为屈曲系数。嵌固系数，式中15585.0 1的曲线如图，则性上起点为弹塑取考虑缺陷的影响，；时，对于无缺陷板，当crbycrbAf。截面度，双轴对称

35、梁腹板弯曲受压区高式中02hhhcc图图5-15 5-15 曲线曲线bcr0.85 1.0 1.25 bcrf fy yf fA AB B2byf 0 21.1 :25.185.075.01:25.185.0 :85.0bcrbbcrbcrbfff 时时当当时时当当时时当当取取值值如如下下：点点采采用用直直线线过过渡渡，所所以以、，取取界界点点点点为为弹弹性性和和弹弹塑塑性性的的分分crbBAAB 25.1 的计算crt)345(crvysft用高厚比用于抗剪计算的腹板通23534.5441,34.54102330200202030ywswcrsfhathhtahhat则时：当的计算公式：23

36、5434.541,434.5102331200202030ywswcrfhathhtahhat则时：当的取值：取直线，则弹塑性的交点，过渡段为弹性与的上起点，为取crsvycrsftt2.18.0vcrsf t t 时时，当当8.0 vscrsf)8.0(59.01,2.18.0 t t 时时当当221.1,2.1svsvycrsff t t 时时当当的计算crc,计计算算如如下下：所所以以，取取时时当当时时，取取当当coohahahaha 03059.18,25.183.14.139.105.15.0 用于腹板抗局压作用的通用高厚比用于腹板抗局压作用的通用高厚比)355(,crcycf235

37、28101860203ywcwcrcfthht ，则则：由由，23583.14.139.1028:5.15.030yowocfhathha 时时当当23559.1828:25.10yowocfhathha 时时当当2,1.12.1)9.0(79.012.19.09.0ccrccccrcccrccfff时当时当时当的取值：取直线，则弹塑性的交点，过渡段为弹性与的上起点，为取crccycrccf,2.19.03.3.同时设置横向和纵向加劲肋的腹板同时设置横向和纵向加劲肋的腹板h1ah hh h（1 1）受压区区格）受压区区格 ：)365(12121,1crcrcccrtt：的的实实用用计计算算表表

38、达达式式如如下下1,11,crccrcr t t 高度受压边缘的距离。纵向加劲肋至腹板计算未受到约束时：、当梁的受压翼缘扭转受到约束时：、当梁的受压翼缘扭转代替：改为公式计算，但应将按11111112356423575hfthbfthaywbywbbbcrcr2354023556111111,ywcywccbcrcrcfthbftha未受到束时：、当梁的受压翼缘扭转受到约束时：、当梁的受压翼缘扭转代替：改为公式计算，但应将按;101代替改为公式计算，但应将按hhcrcrtt)375(1222,2222crcrcccrtt(2)(2)下区格下区格 ：ah hh hh2：的的实实用用计计算算表表达

39、达式式如如下下2,22,crccrcr t t 高度受拉边缘的距离。纵向加劲肋至腹板计算代替：改为公式计算，但应将按22222235194)1hfthywbbbcrcr式中式中计算区格，平均弯矩作用下，腹计算区格，平均弯矩作用下，腹板纵向加劲肋处的弯曲压应力；板纵向加劲肋处的弯曲压应力；腹板在纵向加劲肋处的局部压腹板在纵向加劲肋处的局部压应力，取应力，取 计算同前。计算同前。cc 3.02;2202代代替替改改为为公公式式计计算算，但但应应将将按按）hhcrcrt tt t2,2:32220,2,hahahhcrCcrc取取时时当当代替代替改为改为公式计算，但应将公式计算，但应将按按）()受压

40、翼缘和纵向加劲肋间设有短加劲肋的受压翼缘和纵向加劲肋间设有短加劲肋的 区格板区格板ah hh hh1a a1 1)175(12121,1 crcrcccrt tt t 式中式中、c c、-计算同前；计算同前；：的的实实用用计计算算表表达达式式如如下下1,11,crccrcr t t;11公公式式计计算算按按）crcr ;21101代代替替、改改为为、公公式式计计算算，但但应应将将按按）ahahcrcrt tt t111111111111,5.04.012.123573235872.13hahaftabftaahaywcywccbcrcrc 时时：上上式式右右侧侧乘乘以以当当未未受受到到束束时时

41、：、当当梁梁的的受受压压翼翼缘缘扭扭转转受受到到约约束束时时：、当当梁梁的的受受压压翼翼缘缘扭扭转转时时：当当代代替替：改改为为公公式式计计算算，但但应应将将按按）3.3.加劲肋的构造和截面尺寸加劲肋的构造和截面尺寸(1)(1)加劲肋布置加劲肋布置宜成对布置，对于静力荷载下的梁可单侧宜成对布置，对于静力荷载下的梁可单侧布置。布置。横向加劲肋的间距横向加劲肋的间距a a应满足：应满足：0025.0hah 100,00 wcth 当当 时时,005.25.0hah 纵向加劲肋至腹板计算高度边缘的距离应在纵向加劲肋至腹板计算高度边缘的距离应在范范围围内内。25.2cchh40mm300 hbs横向加

42、劲肋的宽度：横向加劲肋的宽度：15ssbt 横向加劲肋的厚度：横向加劲肋的厚度：单侧布置时，外伸宽度增加单侧布置时，外伸宽度增加2020。仅设置横向加劲肋时仅设置横向加劲肋时(2)(2)加劲肋的截面尺寸加劲肋的截面尺寸3w02000)(0.452.5(,85.0/thhahaIhay 3w00.51,85.0/thIhay 纵向加劲肋应满足纵向加劲肋应满足:303wssz3)2(121wthtbtI 横向加劲肋应满足横向加劲肋应满足:同时设置横向、纵向加劲肋时，除满足以上同时设置横向、纵向加劲肋时，除满足以上 要求外：要求外：4.4.支承加劲肋计算支承加劲肋计算C CC CC50-100tho

43、2/sb3/sb2t(1)(1)端面承压端面承压)185(cec ceefAF(2)(2)加劲肋应按轴心受压构件验算其垂直于腹加劲肋应按轴心受压构件验算其垂直于腹 板方向的整体稳定，截面为十字形截面，取板方向的整体稳定，截面为十字形截面，取 加劲肋每侧腹板长度为加劲肋每侧腹板长度为 及及 加劲肋加劲肋,作为计算截面面积。作为计算截面面积。ywftC/23515 fAF A Acece-加劲肋端面实际承压面积加劲肋端面实际承压面积;f fcece-钢材承压强度设计值。钢材承压强度设计值。(3)(3)支承加劲肋与腹板的连接焊缝，应按承支承加劲肋与腹板的连接焊缝，应按承 受全部集中力或支座反力，计算

44、时假定应受全部集中力或支座反力，计算时假定应 力沿焊缝长度均匀分布。力沿焊缝长度均匀分布。(4)(4)支承加劲肋与翼缘的连接焊缝，应按传支承加劲肋与翼缘的连接焊缝，应按传 力情况进行连接焊缝计算。力情况进行连接焊缝计算。5.5 型钢梁的设计)05.1(可可取取fMWxxnx 5.5.15.5.1设计步骤设计步骤 1.1.单向弯曲型钢梁单向弯曲型钢梁(以工字型钢为例以工字型钢为例)(1)(1)梁的内力计算梁的内力计算 由荷载设计值计算最大弯矩和剪力由荷载设计值计算最大弯矩和剪力(2)(2)计算梁所需的截面模量计算梁所需的截面模量 选取适当的型钢截面，得截面参数选取适当的型钢截面，得截面参数（3

45、3）弯曲正应力验算）弯曲正应力验算（4 4）最大剪力验算）最大剪力验算（5 5）整体稳定验算）整体稳定验算（6 6）局压验算）局压验算（7 7）刚度验算）刚度验算fWMnxxx vftISV wmaxt tfltF zwc fWMxbx 2.2.双向弯曲型钢梁双向弯曲型钢梁(以工字型钢为例以工字型钢为例)(1)(1)梁的内力计算梁的内力计算 由荷载设计值计算最大弯矩和剪力由荷载设计值计算最大弯矩和剪力(2)(2)估算估算 选取适当的型钢截面。选取适当的型钢截面。(3)(3)抗弯强度验算抗弯强度验算经验系数。fMMfMWWMWxyxxynynxyxxnx1fWMWMnyyynxxx (4)(4)

46、最大剪力验算最大剪力验算(5)(5)整体稳定验算整体稳定验算(6)(6)局压验算局压验算(7)(7)刚度验算刚度验算vftISV wmaxt tfltF zwc fWMWMyyyxbx 5.6组合梁的设计5.6.1截面选择截面选择1.1.确定截面高度确定截面高度(1)(1)容许最大高度，满足净空高度要求；容许最大高度，满足净空高度要求；(2)(2)容许最小高度容许最小高度,由刚度条件确定，以由刚度条件确定，以简支梁为简支梁为例：例：。可可近近似似取取荷荷载载平平均均分分项项系系数数，取取3.1 sksf EhlhEWlMEIMlEIlqkxkxkxk4810481048538452224 TT

47、lEfhEhfl2min23.14810,3.14810（3 3）梁的经济高度）梁的经济高度h he e,由经验公式求得由经验公式求得。吊车梁有横向荷载时：；否则：截面无削弱时系数；式中单位或9.07.09.085.0,)(307234.0 xxxxexefMWcmWhWh梁的高度应满足：梁的高度应满足：ehhhhh 且且maxmin2.2.确定确定腹板尺寸腹板尺寸 高度高度h hw w取比取比h h稍小，满足稍小，满足5050的模数。的模数。腹板厚度腹板厚度t tw w 由抗剪强度确定：由抗剪强度确定：按经验公式计算：按经验公式计算：构造要求：构造要求：vwwfhVtmax5.1):(115

48、.3cmhthtwwww单位或ywwfthmmt23525060 且且3.3.翼缘尺寸确定翼缘尺寸确定 由由净截面模量净截面模量及及腹板截面面积确定：腹板截面面积确定：21322121 htbhtIfwwxhhtbhhthIWfwwxx213612 b bf fh hw wh h1 1h htt tw wxx一般一般b bf f以以10mm10mm为模数，为模数，t t以以2mm2mm为模数。为模数。确定确定b bf f 、t t尚应考虑板材的规格及局部尚应考虑板材的规格及局部稳定要求。稳定要求。b bf fh hw wh h1 1h htt tw wxx6621wwwxfwfwwxwhthW

49、tbthbhtWhhh 取取：。，代代入入上上式式得得另另，一一般般有有：thbhf5.26 5.6.25.6.2 截面验算截面验算1.1.强度验算：抗弯强度、抗剪强度、局压强强度验算：抗弯强度、抗剪强度、局压强度、折算应力；度、折算应力；2.2.整体稳定验算；整体稳定验算；3.3.局部稳定验算，对于腹板一般通过加劲肋局部稳定验算，对于腹板一般通过加劲肋来保证来保证4.4.刚度验算；刚度验算；5.5.动荷载作用，必要时尚应进行疲劳验算。动荷载作用，必要时尚应进行疲劳验算。5.6.35.6.3组合梁截面沿长度的改变组合梁截面沿长度的改变1.1.改变翼缘板截面改变翼缘板截面（1 1）单层翼缘板，一

50、般改变）单层翼缘板，一般改变b bf f，而，而t t不变，不变，做法如下图做法如下图b bf fb bf f12.5（a）（b）l lll/6/6ll/6/6M M1 1M M1 1M M （2 2）多层翼缘板，可采用切断外层翼缘）多层翼缘板，可采用切断外层翼缘板的方法，断点计算确定，做法如下图：板的方法，断点计算确定，做法如下图：为了保证，断点处能正常工作，实际为了保证，断点处能正常工作，实际断点外伸长度断点外伸长度l l1 1应满足：应满足：l lM M1 1M M1 1l l1 1l l1 1 端部有正面角焊缝时：端部有正面角焊缝时：当当h hf f 0.750.75t t1 1时：时