钢结构受弯构件43梁的挠度课件.ppt

1、设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构件1.了解梁的构造特点了解梁的构造特点和构造要求。和构造要求。2.掌握型钢梁和焊接掌握型钢梁和焊接梁的设计方法、设计梁的设计方法、设计过程和验算内容。过程和验算内容。3.理解梁的整体失稳理解梁的整体失稳和局部失稳问题，了和局部失稳问题，了解避免局部失稳的构解避免局部失稳的构造措施。造措施。4.1 4.1 概述概述4.2 4.2 梁的强度梁的强度4.3 4.3 梁的挠度梁的挠度4.4 4.4 梁的整体稳定梁的整体稳定4.5 4.5 梁的局部稳定梁的局部稳定本章目录本章目录基本要求基本要求设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯

2、构件第第4.14.1节节 概述概述1.1.实腹式受弯构件实腹式受弯构件梁梁2.2.格构式受弯构件格构式受弯构件桁架桁架了解梁的分类方法与应用了解梁的分类方法与应用 本节目录本节目录基本要求基本要求设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构件4.1.1 4.1.1 实腹式受弯构件实腹式受弯构件-梁梁图图4.1.1 梁的截面类型梁的截面类型(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(j)(k)设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构件 图图4.1.2 工作平台梁格示意图工作平台梁格示意图设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构件图图4.1.

3、3 梁格形式梁格形式主梁主梁L1aL2b次梁次梁主梁主梁aL2c主梁主梁横次梁横次梁纵次梁纵次梁aL2b设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构件4.1.2 4.1.2 格构式受弯构件格构式受弯构件-桁架桁架图图4.1.4 梁式桁架形式梁式桁架形式(a)(d)(b)(e)(c)(f)设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构件第第4.24.2节节 梁的强度梁的强度1.1.梁的梁的横向荷载作用下的工作横向荷载作用下的工作 2.2.梁的梁的抗弯强度抗弯强度3.3.梁的梁的抗剪强度抗剪强度4.4.梁的局部承压应力梁的局部承压应力5.5.梁的折算强度梁的折算强度掌握梁的正

4、应力、剪应力、局部压应力、折算应力强度掌握梁的正应力、剪应力、局部压应力、折算应力强度和梁的刚度计算方法。和梁的刚度计算方法。本节目录本节目录基本要求基本要求设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构件4.2.1 4.2.1 梁在横向荷载作用下的工作梁在横向荷载作用下的工作梁在横向荷载作用下的工作可分为以下四个阶段：梁在横向荷载作用下的工作可分为以下四个阶段：1.弹性工作阶段，屈服弯矩为：弹性工作阶段，屈服弯矩为：2.弹塑性工作阶段弹塑性工作阶段 3.塑性工作阶段塑性工作阶段，塑性弯矩，即：，塑性弯矩，即：4.强化阶段强化阶段ypnyfWMypnpfWM图图4.2 梁各工作阶段正

5、应力分布梁各工作阶段正应力分布设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构件4.2.2 4.2.2 梁的抗弯强度梁的抗弯强度单向受弯，截面绕单向受弯，截面绕x轴转动时，梁抗弯强度计算公式：轴转动时，梁抗弯强度计算公式：fWMnxxx 双向受弯时，梁抗弯强度计算公式：双向受弯时，梁抗弯强度计算公式：fWMWMnyyynxxx 式中式中：同一截面处梁绕同一截面处梁绕x、y轴的弯矩；轴的弯矩；截面塑性发展系数；截面塑性发展系数；对对x、y轴的净截面模量；轴的净截面模量；钢材抗弯强度设计值。钢材抗弯强度设计值。yMMxy xyWWxf设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构

6、件式中：式中：V V计算截面处沿腹板平面计算截面处沿腹板平面 作用的剪力；作用的剪力；S S计算剪应力处以上截面计算剪应力处以上截面 对中和轴的面积矩；对中和轴的面积矩；I I毛截面惯性矩；毛截面惯性矩；腹板厚度；腹板厚度；钢材抗剪强度设计值。钢材抗剪强度设计值。4.2.3 4.2.3 梁的抗弯强度梁的抗弯强度截面上任意一点处剪应力可按下式计算：截面上任意一点处剪应力可按下式计算：vwfItVS wtvf图图4.3 梁截面剪应力分布梁截面剪应力分布设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构件式中：式中：F F集中荷载，对动荷载应考虑动力系数；集中荷载，对动荷载应考虑动力系数；集中

7、荷载增大系数，重级工作制吊车梁取集中荷载增大系数，重级工作制吊车梁取1.351.35，其他梁取，其他梁取1.01.0；f f钢材的抗压强度设计值；钢材的抗压强度设计值；集中荷载腹板计算高度上边缘的假定分布长度，按下式计算：集中荷载腹板计算高度上边缘的假定分布长度，按下式计算：4.2.4 4.2.4 梁的局部压力梁的局部压力板计算高度上便于的局部承压应力可按下式计算：板计算高度上便于的局部承压应力可按下式计算：fltFzwc zl图图4.5 腹板局部压应力腹板局部压应力Ryzhhal25设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构件 计算折算应力的强度设计值增大系数。当计算折算应力的

8、强度设计值增大系数。当 和和 异号时，异号时，取取1.21.2；同号时，取；同号时，取1.11.1；腹板计算高度边同一点上同时产生的正应力、剪应力、腹板计算高度边同一点上同时产生的正应力、剪应力、局部压应力。局部压应力。按下式计算按下式计算:4.2.4 4.2.4 梁的折算强度梁的折算强度折算应力计算公式：折算应力计算公式：fcce12223 、c1yIMn 1 c 式中：式中：梁净截面惯性矩；梁净截面惯性矩；所计算点至中和轴的距离。所计算点至中和轴的距离。nI1y式中：式中：设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构件第第4.34.3节节 梁的挠度梁的挠度1.1.梁的挠度梁的挠

9、度掌握梁的挠度计算方法。掌握梁的挠度计算方法。本节目录本节目录基本要求基本要求设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构件4.3 4.3 梁的挠度梁的挠度规范规范规定梁的挠度应满足允许挠度限值：规定梁的挠度应满足允许挠度限值：式中式中 作用在梁上的荷载标准值产生的梁的最大挠度；作用在梁上的荷载标准值产生的梁的最大挠度；规范规定的梁容许挠度，详见附表规范规定的梁容许挠度，详见附表2.1,。下面列出几种简支梁挠度计算公式：下面列出几种简支梁挠度计算公式：1.均布荷载作用下：均布荷载作用下：2.在跨度中点处集中荷载作用下在跨度中点处集中荷载作用下:3.在跨度三分点处集中荷载作用下：在跨

10、度三分点处集中荷载作用下：4.在跨度四分点处集中荷载作用下：在跨度四分点处集中荷载作用下：vv v vxkEIlqv43845xkEIlFv3481xkEIlFv364823xkEIlFv338419设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构件第第4.44.4节节 梁的整体稳定梁的整体稳定1.1.梁丧失稳定的现象梁丧失稳定的现象2.2.梁的临界弯矩梁的临界弯矩3.3.梁整体稳定计算梁整体稳定计算1 1理解梁的整体失稳的基本概念；理解梁的整体失稳的基本概念；2 2掌握保证梁整体稳定的措施；掌握保证梁整体稳定的措施；3 3能进行梁整体稳定性的验算。能进行梁整体稳定性的验算。本节目录本

11、节目录基本要求基本要求设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构件4.4.1 4.4.1 梁丧失整体稳定的现象梁丧失整体稳定的现象 当梁承受的弯矩逐渐增加，达到某一数值时，梁可当梁承受的弯矩逐渐增加，达到某一数值时，梁可能会发生突然的侧向弯曲和扭转，并丧失继续承载的能能会发生突然的侧向弯曲和扭转，并丧失继续承载的能力，这种现象称为力，这种现象称为梁的弯扭屈曲梁的弯扭屈曲或或梁丧失整体稳定。梁丧失整体稳定。这时梁承受的荷载称为这时梁承受的荷载称为临界荷载，临界荷载，弯矩称为弯矩称为临界弯临界弯矩，矩，梁截面上的最大弯曲压应力称为梁截面上的最大弯曲压应力称为临界应力临界应力设计原理设

12、计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构件4.4.2 4.4.2 梁的临界弯矩梁的临界弯矩梁的临界弯矩计算通用公式：梁的临界弯矩计算通用公式：式中式中 随荷载类型确定的系数；随荷载类型确定的系数；荷载作用点到剪切中心的距离，在中心下取正，反之取负；荷载作用点到剪切中心的距离，在中心下取正，反之取负；剪切中心剪切中心S到形心到形心O的距离，的距离，SO指向受拉翼缘为正，反之指向受拉翼缘为正，反之 为负。为负。wtywycrEIGIlIICCCClEICM 2232322211)(022)(21ydAyxyIAwy 321CCC、设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构件4.

13、4.3 4.4.3 梁整体稳定计算梁整体稳定计算梁整体稳定计算公式：梁整体稳定计算公式：即即式中式中 梁整体稳定系数；梁整体稳定系数；梁毛截面模量。梁毛截面模量。对双对称对双对称H型钢和等截面工字形简支梁的整体稳定系数，型钢和等截面工字形简支梁的整体稳定系数，规范规范采用下式：采用下式：fffWMbRyycrRcrxx b xWfWMxbx yyxybbfhtWAh2354.414320212 设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构件第第4.54.5节节 梁的局部稳定梁的局部稳定1.1.梁受压翼缘板的局部稳定梁受压翼缘板的局部稳定2.2.梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定3.3

14、.腹板加劲肋的设置腹板加劲肋的设置1 1理解梁的局部失稳的基本概念；理解梁的局部失稳的基本概念；2 2掌握保证梁受压翼缘稳定性的方法；掌握保证梁受压翼缘稳定性的方法；3 3掌握保证腹板稳定的方法；掌握保证腹板稳定的方法；4 4了解加劲肋构造和截面尺寸。了解加劲肋构造和截面尺寸。本节目录本节目录基本要求基本要求设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构件4.5.1 4.5.1 梁受压翼缘板的局部稳定梁受压翼缘板的局部稳定规范规范规定，梁在弹塑性阶段工作时，翼缘自由外伸宽度与厚度的比值应规定，梁在弹塑性阶段工作时，翼缘自由外伸宽度与厚度的比值应满足下式要求：满足下式要求：按弹性设计的梁，受压翼缘上的应力比弹塑性阶段梁的应力低，翼缘板宽厚按弹性设计的梁，受压翼缘上的应力比弹塑性阶段梁的应力低，翼缘板宽厚比值可适当放宽，即：比值可适当放宽，即：yftb235131yftb235151设计原理设计原理钢结构钢结构第四章第四章 受弯构件受弯构件4.5.2 4.5.2 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定（1）腹板在纯剪切作用下的稳定）腹板在纯剪切作用下的稳定（2）腹板在纯弯曲作用下的稳定）腹板在纯弯曲作用下的稳定（3）腹板在局部压应力作用下的稳定）腹板在局部压应力作用下的稳定（4）腹板在）腹板在 联合作用下的稳定联合作用下的稳定c 、