第五受弯构件梁.pptx

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1、15-1 5-1 受弯构件的形式和应用受弯构件的形式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一、实腹式受弯构件一、实腹式受弯构件第1页/共93页2按制作方法分：型钢梁、组合（截面）梁按制作方法分：型钢梁、组合（截面）梁 楼盖梁楼盖梁 平台梁平台梁按功能分按功能分 吊车梁吊车梁 檩条檩条 墙架梁等墙架梁等第2页/共93页31.1.型钢梁型钢梁第3页/共93页42.2.组合梁组合梁3.3.单向弯曲梁与双向弯曲梁单向弯曲梁与双向弯曲梁第4页/共93页54.4.梁的计算内容梁的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

2、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第5页/共93页65-25-2 梁的强度和刚度梁的强度和刚度VmaxMmax(一一)抗弯强度抗弯强度1.1.工作性能工作性能（1 1）弹性阶段）弹性阶段 x x一、梁的强度一、梁的强度fy弹性阶段的最大弯矩弹性阶段的最大弯矩:第6页/共93页7(2)(2)弹塑性阶段弹塑性阶段(3)(3)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 ya aa af fy yf fy y分为分为 和和 两个区域。两个区域。第7页/共93页8式中：式中：S

3、S1nx1nx、S S2nx2nx分别为中和轴以上、以下截面对中分别为中和轴以上、以下截面对中和轴和轴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。x xfyaafyfy第8页/共93页9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:只取决于截面几何形状而与材料的性质无关只取决于截面几何形状而与材料的性质无关的形状系数。的形状系数。对对X X轴轴对对Y Y轴轴X XXYYA1Aw第9页/共93页102.2.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，如工字形截梁设计时只是有限制地利用截面的塑性，如工字形截面塑性发展深

4、度取面塑性发展深度取ah/8ah/8。(1)(1)单向弯曲梁单向弯曲梁(2)(2)双向弯曲梁双向弯曲梁 x xaafy第10页/共93页11式中：式中：截面塑性发展系数，对于工字形截面梁截面塑性发展系数，对于工字形截面梁:其他截面见表其他截面见表5.15.1。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之比满之比满足足:时，时，需要计算疲劳强度的梁需要计算疲劳强度的梁:X XX XY YY Yb bt t第11页/共93页12（二）抗剪强度（二）抗剪强度VmaxMmaxtmax x x第12页/共93页13（三）局部压应力（三）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载

5、且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，或有移动的集中荷载时，应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。验算腹板高度边缘的局部承压强度。第13页/共93页14F 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，重级工作制吊车为集中荷载增大系数，重级工作制吊车为1.351.35，其他为其他为1.01.0；第14页/共93页15llz z-集中荷载在腹板计算高度边缘的假定分布长度：集中荷载在腹板计算高度边缘的假定分布长度：a a-集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，对吊车轮压可集中荷载

6、沿梁跨度方向的支承长度，对吊车轮压可 取为取为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；a a1 1-梁端到支座板外边缘的距离，按实际取，但不得梁端到支座板外边缘的距离，按实际取，但不得 大于大于2.5h2.5hy y。梁端支座反力：梁端支座反力：跨中集中荷载：跨中集中荷载：第15页/共93页16腹板的计算高度腹板的计算高度h ho o的规定：的规定：1 1轧制型钢，两内孤起点间距轧制型钢，两内孤起点间距;2 2焊接组合截面，为腹板高度焊接组合截面，为

7、腹板高度;3 3铆接时为铆钉间最近距离铆接时为铆钉间最近距离。hobt1hobt1ho第16页/共93页17（四）折算应力（四）折算应力应带各自符号，拉为正。应带各自符号，拉为正。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。异号时，异号时，同号时或同号时或 原因：原因：1 1只有局部某点达到塑性只有局部某点达到塑性 2 2异号力场有利于塑性发展异号力场有利于塑性发展提高设计强度提高设计强度 第17页/共93页18二、刚度二、刚度分别为全部荷载下和可变荷载下受弯构件分别为全部荷载下和可变荷载下受弯构件挠度限值，按规范取挠度限值，按规范取,见书附表见书附表2.12.1。对于的算法可

8、用材料力学算法解出，也可用简便算法。对于的算法可用材料力学算法解出，也可用简便算法。等截面简支梁：等截面简支梁：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。第18页/共93页19跨中毛截面抵抗矩跨中毛截面抵抗矩 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：翼缘截面改变的简支梁：第19页/共93页205-3 5-3 受弯构件的整体稳定受弯构件的整体稳定一、概念一、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平面弯扭屈曲 。第20页/共93页21原因：原因：受压翼缘应力达临应力，其受压翼缘应力达临应力，其弱轴为弱轴为 1-11-1轴，但由于有腹板

9、轴，但由于有腹板作连续支承，（下翼缘和腹板下作连续支承，（下翼缘和腹板下部均受拉，可以提供稳定的支承）部均受拉，可以提供稳定的支承），只有绕，只有绕y y轴屈曲，侧向屈曲后，轴屈曲，侧向屈曲后，弯矩平面不再和截面的剪切中心弯矩平面不再和截面的剪切中心重合，必然产生扭转。重合，必然产生扭转。XXYY11XXYY 梁维持其稳定平衡状态所承担的最大荷载或最大弯矩，梁维持其稳定平衡状态所承担的最大荷载或最大弯矩，称为临界荷载或称为临界荷载或临界弯矩临界弯矩。第21页/共93页22二、梁的临界弯矩二、梁的临界弯矩Mcr建立建立（1 1）弯矩作用在最大刚度平面，屈曲时钢梁处于弹性）弯矩作用在最大刚度平面，

10、屈曲时钢梁处于弹性 阶段；阶段；（2 2）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，不能绕轴转动，不能绕z z轴轴 转动，只能自由挠曲，不能扭转）；转动，只能自由挠曲，不能扭转）；（3 3）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(即小变形即小变形)。1 1基本假定基本假定第22页/共93页23MMZY2.2.纯弯曲梁的临界弯矩纯弯曲梁的临界弯矩XZMXZZM图图 2 2XXYYXYY图图 3 3YYZZ图图 1 1z第23页/共93页24 在在y yz z平面内为梁在最大刚度平面内弯曲，其平面内为梁在最大刚度平面内弯曲，其弯矩的平衡方程为

11、：弯矩的平衡方程为：YZZ图图 1 1YYXMM第24页/共93页25在在x x z z 平面内为梁的侧向弯曲，其弯矩的平衡方程为：平面内为梁的侧向弯曲，其弯矩的平衡方程为：XXZZM图图 2 2M第25页/共93页26由于梁端部夹支，中部任意由于梁端部夹支，中部任意截面扭转时，纵向纤维发生截面扭转时，纵向纤维发生了弯曲，属于约束扭转，其了弯曲，属于约束扭转，其扭转的微分方程为扭转的微分方程为(参见构件参见构件的约束扭转，教科书的约束扭转，教科书4.24.2）：）：XXYYXYY图图 3 3第26页/共93页27将将(c)(c)再微分一次，并利用再微分一次，并利用(b)(b)消去消去 得到只有

12、未知数得到只有未知数 的弯扭屈曲微分方程的弯扭屈曲微分方程: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：代入代入（d d）式中，得：）式中，得：第27页/共93页28使上式在任何使上式在任何 z z 值都成立，则方括号中的数值必为零，即：值都成立，则方括号中的数值必为零，即：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 Mcrcr称为梁的侧向屈曲系数，对于双轴对称工字形截面称为梁的侧向屈曲系数，对于双轴对称工字形截面 I Iw w=I=Iy y(h/2)(h/2)2 2第28页/共93页293.3.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

13、，其值不同值不同荷载情况荷载情况值值MMM荷载作用于形心荷载作用于形心荷载作用于上、下翼缘荷载作用于上、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.说明说明第29页/共93页304.4.单轴对称截面工单轴对称截面工字字形截面梁的临界弯形截面梁的临界弯矩矩aSyoh1h2OXY单轴对称截面单轴对称截面图图 4 4S-S-为剪切中心为剪切中心其中其中（参见铁木辛柯（参见铁木辛柯“弹性稳定理论弹性稳定理论”一书）一书）第30页/共93页31剪切中心坐标剪切中心坐标aSyoh1h2OXYI 1I 2系数系数值值荷荷 载载 类类 型型跨中点集中荷载

14、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1.351.351.131.131.01.00.550.550.460.460.00.00.400.400.530.531.01.0第31页/共93页32三、影响梁整体稳定的主要因素三、影响梁整体稳定的主要因素1 1侧向抗弯刚度、抗扭刚度；侧向抗弯刚度、抗扭刚度；2 2受压翼缘的自由长度受压翼缘的自由长度(受压翼缘侧向支承点间距受压翼缘侧向支承点间距););3 3荷载作用种类；荷载作用种类；4 4荷载作用位置；荷载作用位置；5 5梁的支座情况。梁的支座情况。四、提高梁整体稳定性的主要措施四、提高梁整体稳定性的主要措施1.1.增加受压翼缘的宽度；

15、增加受压翼缘的宽度；2.2.在受压翼缘设置侧向支撑。在受压翼缘设置侧向支撑。第32页/共93页33五、梁的整体稳定计算五、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1)1)、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)密铺在梁的受压翼缘密铺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；上并与其牢固相连、能阻止其发生侧向位移时；2)2)H H型钢或等截面工字形简支梁受压翼缘的自由长度型钢或等截面工字形简支梁受压翼缘的自由长度ll1 1与其宽与其宽度度b b1 1之比不超过下表规定时；之比不超过下表规定时；12.015.09.5Q42012

16、.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承跨中受压翼缘有侧向支承点的梁点的梁,不论荷载作用在何不论荷载作用在何处处跨中无侧向支承点的梁跨中无侧向支承点的梁 ll1 1/b b1 1 条件条件 钢号钢号第33页/共93页343）对于箱形截面简支梁，其截面尺寸满足：）对于箱形截面简支梁，其截面尺寸满足：可不计算整体稳定性。可不计算整体稳定性。b bb b0 0t t1 1h h0 0t tw wt tw wt t2 2b b1 1b b2 2h h第34页/共93

17、页352、整体稳定计算、整体稳定计算 当截面仅作用当截面仅作用Mx时：时：（1）不满足以上条件时，按下式计算梁的整体稳定性：）不满足以上条件时，按下式计算梁的整体稳定性：（2）稳定系数的计算）稳定系数的计算 第35页/共93页36任意横向荷载作用下：任意横向荷载作用下：A、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第36页/共93页37B、轧制普通、轧制普通工字形简支梁工字形简支梁C、其他截面的稳定系数计算祥见规范。、其他截面的稳定系数计算祥见规范。u 上述稳定系数时按弹性理论得到的，当上述稳定系数时按弹性理论得到的，当 时梁已经进入弹塑性工作状态，整体稳定临界离

18、时梁已经进入弹塑性工作状态，整体稳定临界离 显著降低，因此应对稳定系数加以修正，即：显著降低，因此应对稳定系数加以修正，即：第37页/共93页38当截面同时作用当截面同时作用Mx、My时：时：规范给出了一经验公式：规范给出了一经验公式：第38页/共93页395-4 5-4 梁的局部稳定梁的局部稳定二、受压翼缘的局部稳定二、受压翼缘的局部稳定一、梁的局部失稳概念一、梁的局部失稳概念 当荷载达到某一值时，梁的腹板和受压翼缘将不能保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，发生出平面波形鼓曲，称为梁的局部失稳持平衡状态，发生出平面波形鼓曲，称为梁的局部失稳 梁的受压翼缘可近似视为：一

19、单向均匀受压薄板，其临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：界应力为：第39页/共93页40将将 E=206E=206X10103 3 N/mmN/mm2 2，=0.3=0.3代入上式，得：代入上式，得：由由由由 条件，得：条件，得：条件，得：条件，得：并视受压翼缘悬伸部分，为三边简支，且板长趋于无穷大，并视受压翼缘悬伸部分，为三边简支，且板长趋于无穷大，故故=0.425；不考虑腹板对翼缘的约束作用，；不考虑腹板对翼缘的约束作用，令，令=0.25，则：，则：第40页/共93页41因此，规范规定不发生局部失稳的板件宽厚比：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

20、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（强度计算不考虑截面塑性发展（x x=1.0=1.0）时：）时：对于箱形截面受压翼缘在两腹板（或腹板与纵向加劲对于箱形截面受压翼缘在两腹板（或腹板与纵向加劲肋）间的无支承宽度肋）间的无支承宽度b0与其厚度的比值应满足：与其厚度的比值应满足：第41页/共93页42t tb bb b0 0t th h0 0t tw wb bt tb bb b0 0t th h0 0t tw w第42页/共93页43三、腹板的局部稳定三、腹板的局部稳定 x x x xV VmaxM Mmax（一）加劲肋的设置（一）加劲肋的设置纵向加劲肋纵向加劲肋

21、横向加劲肋横向加劲肋第43页/共93页441.1.纯弯屈曲纯弯屈曲提高临界应力的有效提高临界应力的有效办法：设纵向加劲肋。办法：设纵向加劲肋。由非均匀受压薄板的屈曲由非均匀受压薄板的屈曲理论，得：理论，得：对于腹板不设纵向加劲肋时，若保证其弯曲应力下的局部稳对于腹板不设纵向加劲肋时，若保证其弯曲应力下的局部稳定应使：定应使：第44页/共93页45即：即：腹板不会发生弯曲屈曲，否则在受压区设设纵向加劲肋。腹板不会发生弯曲屈曲，否则在受压区设设纵向加劲肋。规范取：规范取：为不设纵向加劲肋限值。为不设纵向加劲肋限值。第45页/共93页462.2.纯剪屈曲纯剪屈曲弹性阶段临界应力：弹性阶段临界应力：h

22、oa式中：式中：第46页/共93页47腹板就不会由于剪切屈曲而破坏否则应设横向加劲肋。腹板就不会由于剪切屈曲而破坏否则应设横向加劲肋。规范取：规范取：为不设横向加劲肋限值。为不设横向加劲肋限值。若不发生剪切屈曲，则应使：若不发生剪切屈曲，则应使：弹塑性阶段临界应力，取经验公式：弹塑性阶段临界应力，取经验公式：第47页/共93页483.3.局部压应力下的屈曲局部压应力下的屈曲若在局部压应力下不发生局部失稳，应满足：若在局部压应力下不发生局部失稳，应满足：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。hoa规范取：规范取：第48页/共93页49综上所述，梁腹板加劲肋设置如下：综上

23、所述，梁腹板加劲肋设置如下：直接承受动力荷载的实腹梁：直接承受动力荷载的实腹梁：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。第49页/共93页50 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为腹板厚度；对于为腹板厚度；对于单轴对称截面梁，单轴对称截面梁，在确定是否配置纵向加劲肋时，在确定是否配置纵向加劲肋时，h h0 0取腹板取腹板受压区高度受压区高度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荷载处，宜梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处，宜 设置支承加劲肋。设置支承加劲肋。第50页/共

24、93页51（二）配置加劲肋的腹板稳定计算（二）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h h0 0a ahoa式中式中:计算区格，平均弯矩作用下，腹板计算高度边缘的弯曲压应计算区格，平均弯矩作用下，腹板计算高度边缘的弯曲压应力；力；-计算区格，平均剪力作用下，腹板截面剪应力；计算区格，平均剪力作用下，腹板截面剪应力；腹板计算高度边缘的局部压应力，计算时取腹板计算高度边缘的局部压应力，计算时取=1.0=1.0。第51页/共93页52引入通用高厚比引入通用高厚比在弹性范围可取在弹性范围可取:为参数，即：为参数，即：为参数，即：为参数，即：第52页/共93页5

25、30.85 1.0 1.25 bcrf fy yf fA AB B0第53页/共93页54第54页/共93页55引入通用高厚比引入通用高厚比为参数。为参数。为参数。为参数。第55页/共93页56第56页/共93页57引入通用高厚比引入通用高厚比引入通用高厚比引入通用高厚比为参数。为参数。为参数。为参数。第57页/共93页58第58页/共93页592.2.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 ：第59页/共93页60第60页/共93页61第61页/共93页62(2)(2)下区格下区格 ：ah hh hh2式中式中:计算区格

26、，平均弯矩作用下，腹板纵向加劲肋处的弯曲计算区格，平均弯矩作用下，腹板纵向加劲肋处的弯曲 压应力；压应力；腹板在纵向加劲肋处的局部压应力，取腹板在纵向加劲肋处的局部压应力，取 计算同前。计算同前。第62页/共93页63第63页/共93页64()受压翼缘和纵向加劲肋间设有短加劲肋的区受压翼缘和纵向加劲肋间设有短加劲肋的区格板格板ah hh ha a1 1h1式中：式中：、c c、-计算同前；计算同前；第64页/共93页65第65页/共93页66(四）加劲肋的构造和截面尺寸四）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布置。宜成对布置，对于静力荷载下的梁可

27、单侧布置。横向加劲肋的间距横向加劲肋的间距a a应满足：应满足：(1)(1)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当当 时时,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:第66页/共93页67横向加劲肋的宽度：横向加劲肋的宽度：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。(2)(2)同时设置横向、纵向加劲肋时，除满足以上要求外：同时设置横向、纵向加劲肋时，除满足以上要求外：横向加劲肋应满足横向加劲肋应满足:纵向加劲肋应满足纵向加劲肋应满足:第67页/共93页68(五）支承加

28、劲肋计算五）支承加劲肋计算1.1.端面承压端面承压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。CCCCC50-100tho2t第68页/共93页693.3.支承加劲肋与腹板的连接焊缝，应按承受全部集中力或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，计算时假定应力沿焊缝长度均匀分布。支座反力，计算时假定应力沿焊缝长度均匀分布。2.2.加劲肋应按轴心受压构件验算其垂直于腹板方向的整体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，取加劲肋每侧腹板长度为稳定，截面为十字形截面，取加劲肋每侧

29、腹板长度为:及加劲肋及加劲肋,作为计算截面面积。作为计算截面面积。4.4.支承加劲肋与翼缘的连接焊缝，应按传力情况进行连接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。焊缝计算。第69页/共93页705-5 5-5 型钢梁的设计型钢梁的设计一、设计原则一、设计原则 强度、整体稳定、刚度要求、局压承载力强度、整体稳定、刚度要求、局压承载力 局部稳定一般均满足要求。局部稳定一般均满足要求。二、设计步骤二、设计步骤 （一）单向弯曲型钢梁（一）单向弯曲型钢梁 以工字型钢为例以工字型钢为例 1、梁的内力求解：、梁的内力求解：设计荷载下的最大设计荷载下的最大Mx 及及V（不含自重）。（不含自重

30、）。2、W Wnxnx求解：求解：第70页/共93页71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、弯曲正应力验算：、弯曲正应力验算：求得设计荷载及其自重作用下的，截面最大设计内求得设计荷载及其自重作用下的，截面最大设计内力力Mx和和V4、最大剪力验算、最大剪力验算5、整体稳定验算、整体稳定验算6、局压验算、局压验算7、刚度验算、刚度验算第71页/共93页72（二）双向弯曲型钢梁（二）双向弯曲型钢梁 以工字型钢为例以工字型钢为例 1、梁的内力求解：、梁的内力求解：设计荷载下的最大设计荷载下的最大Mx、V（不含自重）和（不含自重）和My。2、Wnxnx可由强度初估：可由强

31、度初估：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、抗弯强度验算：、抗弯强度验算：求得设计内力求得设计内力Mx、V（含自重）和（含自重）和My 第72页/共93页734、最大剪力验算、最大剪力验算5、整体稳定验算、整体稳定验算6、局压验算、局压验算7、刚度验算、刚度验算第73页/共93页745-6 5-6 组合梁的设计组合梁的设计一、截面选择一、截面选择 原则：强度、稳定、刚度、经济性等要求原则：强度、稳定、刚度、经济性等要求1 1、截面高度、截面高度（1 1）容许最大高度）容许最大高度h hmaxmax净空要求；净空要求；（2 2）容许最小高度）容许最小高度h hmi

32、nmin 由刚度条件确定，以简支梁为例：由刚度条件确定，以简支梁为例：第74页/共93页75（3 3）梁的经济高度）梁的经济高度h he e 经验公式：经验公式：第75页/共93页762、腹板高度腹板高度h hw w 因翼缘厚度较小，可取因翼缘厚度较小，可取h hw w比比h h稍小，满足稍小，满足5050的模数。的模数。3、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：一般按上式求出的一般按上式求出的tw较小，可按经验公式计算：较小，可按经验公式计算：构造要求：构造要求：4、翼缘尺寸确定：、翼缘尺寸确定：由由W Wx x及腹板截面面积确定：及腹板截面面积确定：综上所述，梁的高

33、度应满足：综上所述，梁的高度应满足：第76页/共93页77一般一般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稳定要求。尚应考虑板材的规格及局部稳定要求。b bf fh hw wh h1 1h htt tw wxx第77页/共93页78二、截面验算二、截面验算 截面确定后，求得截面几何参数截面确定后，求得截面几何参数I Ix x W Wx x I Iy y W Wy y 等。等。1、强度验算：抗弯强度、抗剪强度、局压强度、折、强度验算：抗弯强度、抗剪强度、局压强度、折 算应力；算应力；2、整体稳定验

34、算；、整体稳定验算；3、局部稳定验算，对于腹板一般通过加劲肋来保证、局部稳定验算，对于腹板一般通过加劲肋来保证4、刚度验算；、刚度验算；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。第78页/共93页79b bf fb bf f12.5（a）（b）lll/6l/6l/6l/6M M1 1M M1 1M M三、组合梁截面沿长度的改变三、组合梁截面沿长度的改变 一般来讲，截面一般来讲，截面M M沿沿ll改变，为节约钢材，将改变，为节约钢材，将M M较小区较小区段的梁截面减小，截面的改变有两种方式：段的梁截面减小，截面的改变有两种方式：1 1、改变翼缘板截面、改变翼缘

35、板截面（1 1）单层翼缘板，一般改变）单层翼缘板，一般改变b bf f，而，而t t不变，做法如图：不变，做法如图：第79页/共93页80 （2 2）多层翼缘板，可采用切断外层翼缘板的方法，断）多层翼缘板，可采用切断外层翼缘板的方法，断 点计算确定，做法如图：点计算确定，做法如图：为了保证，断点处能正常工作，实际断点外伸长为了保证，断点处能正常工作，实际断点外伸长度度ll1 1应满足：应满足：llM M1 1M M1 1ll1 1ll1 1第80页/共93页81 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：ll1 1 b b1 1当当h

36、hf f 0.75 0.75t t1 1时：时：ll1 1 1.51.5b b1 1 2）端部无正面角焊缝时：）端部无正面角焊缝时：ll1 1 22b b1 1 b b1 1、t t1 1-外层翼缘板的宽度和厚度；外层翼缘板的宽度和厚度；h hf f-焊脚尺寸。焊脚尺寸。llM M1 1M M1 1ll1 1ll1 1第81页/共93页822 2、改变梁高、改变梁高 具体做法如图：具体做法如图：h hh h/2/2h hh h/2/2抵紧抵紧焊接焊接l/6 l/5l/6 l/5第82页/共93页83四、焊接组合梁翼缘焊缝计算四、焊接组合梁翼缘焊缝计算单位长度上的剪力单位长度上的剪力V1：第83

37、页/共93页84 当有集中力作用而又未设加劲肋时，应进行折算应力计当有集中力作用而又未设加劲肋时，应进行折算应力计算：算：第84页/共93页855-75-7 梁的拼接、连接和支座梁的拼接、连接和支座一、梁的拼接一、梁的拼接1 1、型钢梁的拼接：、型钢梁的拼接：第85页/共93页862 2、组合梁的拼接：、组合梁的拼接：1010t tw w 500500 50050012344551245345拼接处对接焊缝不能与基本拼接处对接焊缝不能与基本 金属等强时金属等强时,受拉翼缘焊缝受拉翼缘焊缝 应计算确定；应计算确定；翼缘拼接板的内力应按下式翼缘拼接板的内力应按下式 计算计算:N N1 1=A Af

38、nfnf f A Afnfn-被拼接翼缘板净截面面积。被拼接翼缘板净截面面积。第86页/共93页87腹板拼接板及其连接承担的内力为：腹板拼接板及其连接承担的内力为：1）拼接截面处的全部剪力）拼接截面处的全部剪力v；2）按刚度分配到腹板上的弯矩）按刚度分配到腹板上的弯矩Mw：第87页/共93页88二、主、次梁的连接二、主、次梁的连接1 1、主次梁不等高连接、主次梁不等高连接第88页/共93页892 2、主次梁等高连接、主次梁等高连接第89页/共93页90三、梁的支座三、梁的支座支于砌体或混凝土上的支座有三种形式：支于砌体或混凝土上的支座有三种形式：R平板支座平板支座铰轴式支座铰轴式支座b弧形支座弧形支座r第90页/共93页91 为了防止弧形支座的弧形垫块和滚轴支座的滚轴被劈裂，为了防止弧形支座的弧形垫块和滚轴支座的滚轴被劈裂，其圆弧面与钢板接触面的承压力，应满足：其圆弧面与钢板接触面的承压力，应满足：br第91页/共93页92 铰轴式支座的圆柱形枢轴，当接触面中心角铰轴式支座的圆柱形枢轴，当接触面中心角9090o o时，其承压应力应满足：时，其承压应力应满足：构造要求构造要求第92页/共93页93感谢您的观看！第93页/共93页