钢结构课件受弯构件.pptx

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1、按支承情况分简支梁连续梁伸臂梁框架梁按使用功能分工作平台梁吊车梁楼盖梁墙梁檩条受弯构件分类第1页/共100页一、梁的强度强度抗弯强度抗剪强度局部承压强度折算应力梁的强度和刚度第二节 梁的强度和刚度第2页/共100页1.抗弯强度 fyfyfyfy塑性塑性弹性全部塑性M=MpMe M MpM=MeM 0.6时，表明钢梁已进入弹塑性阶段，应对b进行修正，用 代替b：稳定系数修正第22页/共100页(二)轧制普通工字钢简支梁规范采用直接查表法，当查出b0.6 时，采用b来代替b。轧制工字钢槽钢梁稳定系数(三)轧制槽钢简支梁当 b0.6 时，用b来代替b。第23页/共100页四、影响b的主要因素 梁截面

2、的几何形状与尺寸；受压翼缘侧向自由度；荷载类型；荷载作用位置。影响稳定系数的主要因素第24页/共100页五、不须计算整体稳定的梁1.有铺板(各种钢筋砼板和钢板)密铺在梁受压翼缘上并与其牢固连接，能阻止梁受压翼缘的侧向位移时；2.工字形截面简支梁受压翼缘侧向自由长度与其宽度之比不超过规范限值；不计算整体稳定的梁第25页/共100页钢号Q235钢荷载作用在上翼缘荷载作用在下翼缘跨中无侧向支承点的梁跨中有侧向支承点的梁，不论荷载作用于何处1310.5102016.515.5161312.5工字形截面简支梁不须计算整体稳定性的最大l1/b值可不计整稳的最大l1/b值Q345钢Q390钢9.51512Q

3、420钢第26页/共100页3.箱形截面简支梁的截面尺寸满足 h/b06且l1/b0 95(235/fy)时：可不计整稳箱形截面尺寸第27页/共100页梁的整体稳定第四节 梁的局部稳定和腹板加劲肋设计一、梁局部稳定的概念 当组合梁腹板高厚比或翼缘宽厚比过大时，在荷载作用下，有可能会出现偏离其平面位置的波状屈曲。第28页/共100页梁局部失稳图第29页/共100页工形梁受压边宽厚比限值二、满足梁局部稳定的措施1.焊接工字形截面梁受压翼缘的宽厚比限值规范规定：(按弹性设计)(允许截面部分发展塑性)式中：b1 受压翼缘的外伸宽度。b1t第30页/共100页2.腹板加劲肋设计（侧向支承）A、加劲肋的分

4、类加劲肋横向加劲肋纵向加劲肋短加劲肋支承加劲肋腹板加劲肋第31页/共100页twh2h1h0a1234腹板加劲肋布置图1横向加劲肋，2纵向加劲肋，3短加劲肋，4支座加劲肋第32页/共100页B、腹板加劲肋的配置规定规范根据腹板高厚比h0/tw的比值配置加劲肋。对c 0的梁，按构造设置横向加劲肋；对c=0的梁，可不设置加劲肋。加劲肋配置规定第33页/共100页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，对简支吊车梁在吊车轮压很大时，尚应在受压区配置短加劲肋。加劲肋配置规定2第34页/共100页C、加劲肋间距的计算 c=0的梁a.当仅配置横向加劲肋时，加劲肋间距a按下式进行计算：加

5、劲肋间距计算(横向)第35页/共100页式中：腹板平均剪应力；考虑的影响增大系数；腹板计算高度边缘的弯曲压应力；h0,h 分别为腹板净高和梁截面高度。加劲肋间距公式说明第36页/共100页b.同时配置横向加劲肋和纵向加劲肋的腹板配纵、横向加劲肋的腹板第37页/共100页区格 I：式中：区格I的平均弯曲压应力；腹板平均剪应力；cr1,cr1 均匀压应力和剪应力单独作用时区格I的临界应力。近翼缘区格计算第38页/共100页临界正应力、剪应力计算第39页/共100页一般在最大弯矩的梁段，很小，简化为=0，则式中：所考虑区段内最大弯矩处腹板计算高度边缘的弯曲压应力，按=Mmaxy1/I 计算；y1 腹

6、板计算高度受压边缘至中和轴的距离。腹板计算高度取值第40页/共100页区格II：按仅设横向加劲肋的情况，计算横向加劲肋的间距a，但以h2代替h0，并取 =1.0。远翼缘区格计算第41页/共100页 c 0的梁(简支等截面吊车梁)a.仅配置横向加劲肋的腹板加劲肋间距a满足下两式要求，即取其较小值：仅配横肋的肋间距计算第42页/共100页式中：=Vmax/h0tw 梁最大剪力处腹板的平均剪应力；梁最大弯矩处腹板计算高度边缘的弯曲压应力；k1,k2 参数，由c/查表采用；k3,k4 参数，由c/查表采用。肋间距计算公式注解第43页/共100页b.同时设纵、横向加劲肋的情况区格I：配纵、横肋的肋间距计

7、算第44页/共100页区格II：按仅有横向加劲肋的情况计算其横向加劲肋间距a，但取h0=h2，c=0.3c 配纵、横肋的肋间距计算2第45页/共100页腹板两侧成对配置的钢板横向加劲肋，其截面尺寸须满足：外伸宽度厚度三、加劲肋的截面选择和构造要求tsbs加劲肋截面设计、构造第46页/共100页腹板单侧配置的钢板加劲肋：外伸宽度厚度tsbs加劲肋截面设计、构造2第47页/共100页同时用纵、横向加劲肋时，其横向加劲肋对腹板水平轴(z 轴)的截面惯性矩Iz尚应满足：当加劲肋为单侧配置时，Iz以与加劲肋相连的腹板边缘为轴线进行计算。加劲肋截面设计、构造3第48页/共100页加劲肋截面形式第49页/共

8、100页纵向加劲肋对腹板竖直轴(y 轴)的截面惯性矩 Iy应满足：在同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板中，应保持横向加劲肋连续，而在相交处切断纵向加劲肋。纵向加劲肋构造第50页/共100页bs/2(60)bs/3(40)yy bstsh0atsbsbstwzz腹板加劲肋构造图第51页/共100页支承加劲肋计算四、支承加劲肋的计算1、支承加劲肋承受固定集中荷载或者支座反力的横向加劲肋；2、支承加劲肋应在腹板两侧成对布置；3、应按轴心压杆（十字形或T形截面）进行整体稳定计算4、应计算其端面承压强度第52页/共100页单向弯曲型钢梁设计第六节 型钢梁的设计一、单向弯曲型钢梁 型钢梁的设计包括截面

9、选择和验算，设计步骤如下：1.根据已知条件，计算梁最大弯矩设计值Mmax，最大剪力设计值Vmax；第53页/共100页2.按抗弯强度或整体稳定性要求确定型钢截面根据计算出的Wnx,req或Wx,req查型钢表。按强度或稳定确定截面第54页/共100页3.截面验算A、强度B、整体稳定验算抗弯强度抗剪强度局压强度折算应力C、刚度验算截面验算第55页/共100页二、双向弯曲型钢梁yyyyqyqyqqxxqy=xy1qy=x1x1xxy1 qxqyx1x1x qxx(a)(b)(c)双向弯曲型钢梁设计第56页/共100页1.荷载计算qx=qsinqy=qcos(为q与主轴y的夹角)双向弯曲型钢梁荷载计

10、算第57页/共100页2.截面选择式中：对于槽钢取：=5双向型截面选择对于窄翼缘H型钢和工字钢取：=6第58页/共100页3.强度计算4.整体稳定5.刚度 单跨简支槽钢檩条：强度、整体稳定、刚度第59页/共100页 单跨简支Z形薄壁型钢檩条：式中：Ix1 截面对垂直于腹板的x1轴的惯性矩；屋面倾角。Z型薄壁檩条第60页/共100页一、截面选择(一)截面高度h和腹板高度h0梁截面高度h确定依据建筑要求刚度要求经济要求组合梁截面选择第八节 组合梁的设计第61页/共100页 建筑要求指梁底空间在满足使用要求所需要的最小净空条件下，梁的最大高度hmax。刚度要求截面选择依据：建筑、刚度第62页/共10

11、0页 经济要求实际选用h0，应在满足hmax和hmin要求的基础上，尽可能等于或略小于he，并取50mm的倍数。截面选择依据：经济要求第63页/共100页(二)腹板厚度 tw或经验公式：通常取622mm，并取2mm的倍数。腹板厚度设计第64页/共100页翼缘尺寸设计(三)翼缘宽度b和厚度t在确定腹板尺寸后，一个翼缘的面积为：一般取b=(1/31/5)h，且不小于180mm，则：翼缘宽度宜取10mm的倍数，厚度取2mm的倍数。第65页/共100页二、梁截面沿长度的改变改变梁翼缘的宽度改变梁的高度变截面梁设计第66页/共100页bb1:41:4M1MM1l/6l/6l1.51(a)(c)(b)变翼

12、缘梁图第67页/共100页变高度梁图第68页/共100页 MMVV VhVhVv/2Vv/2xxtw1M V F三、翼缘焊缝的计算翼缘焊缝计算图第69页/共100页沿梁长度的水平剪力为：翼缘剪力计算当梁上有移动集中荷载或有固定集中荷载而未设支承加劲肋时：第70页/共100页此时焊缝强度应满足：焊缝强度要求第71页/共100页四、组合梁设计步骤1.选择截面梁高h腹板高度h0，厚度tw翼缘宽度b，厚度t组合梁设计步骤2.截面验算强度验算整体稳定局部稳定刚度验算3.梁截面是否沿长度改变4.翼缘焊缝计算5.加劲肋配置第72页/共100页五、算例试设计图示平台主梁，采用焊接工字形试设计图示平台主梁，采用

13、焊接工字形截面组合梁，改变翼缘宽度一次。材料截面组合梁，改变翼缘宽度一次。材料16Mn钢，钢，E50系列焊条。系列焊条。F=552.9kN，受压翼缘侧，受压翼缘侧向自由长度向自由长度l1=3m。组合梁设计算例第73页/共100页组合梁设计算例第74页/共100页解：一、跨中截面选择最大剪力设计值(不包括自重)：Vmax=2.5552.9=1382kN最大弯矩设计值(不包括自重)：算例截面选择第75页/共100页M图Mmax=7637kNmM1=4667kNmVmax=1420kNV1=852.1kNV图算例弯矩剪力图第76页/共100页需要的截面抵抗矩：设翼缘t 1640mm取 f=300N/

14、mm2算例抵抗矩计算第77页/共100页(一)确定梁高1.按刚度要求确定梁的最小高度：根据受弯构件允许挠度表有：算例梁高确定查表有：2.梁的经济高度取 h0=1700mm，梁高约1750mm。第78页/共100页(二)确定腹板厚度取 tw=12mm。算例腹板厚度确定第79页/共100页(三)翼缘尺寸12450242417001748算例翼缘尺寸确定第80页/共100页二、截面验算截面面积：A=1701.2+2452.4=420cm2梁自重：g0=1.142010476.98=3.56kN/m最大剪力设计值(加上自重后)：Vmax=1382+1.23.569=1420kN算例截面验算第81页/共

15、100页最大弯矩设计值(加上自重后)：最大弯矩设计第82页/共100页(一)抗弯强度验算抗弯强度验算第83页/共100页(二)整体稳定性 不须计算梁的整体稳定。(三)抗剪强度、刚度等的验算待截面改变后进行。整体稳定验算第84页/共100页三、截面改变(一)确定改变截面的位置和截面尺寸改变截面处的弯矩设计值：需要的Wx：确定变截面位置及尺寸第85页/共100页翼缘尺寸：确定变截面翼缘尺寸第86页/共100页考虑到有利于整体稳定，取b=240mm，并将改变截面的位置向跨中移动至距支离距离为3.5m处。但考虑到截面改变处有1:4的斜度，故实际改变截面位置距支座距离为：3.540.105=3.08m。

16、实际变截面位置第87页/共100页(二)改变截面后梁的验算1.抗弯强度变截面后梁抗弯验算第88页/共100页2.折算应力变截面后梁折算应力验算第89页/共100页3.抗剪强度(支座处)变截面后梁抗剪验算第90页/共100页4.整体稳定5.刚度验算略。(提示：计算时应采用荷载的标准值。)变截面后梁整稳、刚度验算第91页/共100页四、翼缘焊缝翼缘焊缝设计第92页/共100页五、加劲肋设计截面尺寸：腹板 1700 12翼缘 450 24(跨中)240 24(端部)加劲肋设计故只须配置横向加劲肋。第93页/共100页1.加劲肋间距计算(1)支座附近：=0,=1.0加劲肋间距计算：近支座第94页/共100页(2)改变截面处加劲肋间距计算：变截面第95页/共100页查表 =1.62根据构造要求：取 a=3000mm 2h0=2 1700=3400mm加劲肋间距确定第96页/共100页2.加劲肋截面选择加劲肋截面选择3.横向加劲肋与腹板连接焊缝第97页/共100页130350035001301234123413013063000=180001:41:42078881:41:4梁纵向尺寸平立面图第98页/共100页4502403030303017002424170024241212100100555511223344梁横向尺寸剖面图第99页/共100页感谢您的观看。第100页/共100页