《《金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》第四章 受彎構(gòu)件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》第四章 受彎構(gòu)件（77頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、4. 受 彎 構(gòu) 件 4.受 彎 構(gòu) 件 4.1梁 的 類 型 和 應(yīng) 用 4.2梁 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 4.3梁 的 整 體 穩(wěn) 定 4.4梁 的 局 部 穩(wěn) 定 4.5型 鋼 梁 的 設(shè) 計(jì) 4.6組 合 梁 的 設(shè) 計(jì) 4. 受 彎 構(gòu) 件 承 受 橫 向 荷 載 的 構(gòu) 件 稱 為 受 彎 構(gòu) 件 。 受 彎 構(gòu) 件 包 括 ： 實(shí) 腹 式 和 格 構(gòu) 式 兩 大 類 ， 實(shí) 腹 式 的 受 彎 構(gòu) 件 通 常 稱 為 梁 。 按 制 作 方 法 鋼 梁 可 分 為 ： 型 鋼 梁 和 組 合 梁 兩 種 （ 圖 4-1） 。 4.1梁 的 類 型 和 應(yīng) 用 型 鋼 梁 ： 加

2、工 簡 單 ， 成 本 較 低 ， 因 而 應(yīng) 優(yōu) 先 采 用 。 受 軋 制 條 件 的 限 制 ， 熱 軋型 鋼 的 腹 板 較 厚 ， 用 鋼 量 較 多 。 組 合 梁 ： 由 鋼 板 或 型 鋼 連 接 而 成 。 組 合 梁 的 截 面 組 成 比 較 靈 活 ， 可 使 材 料 在截 面 上 的 分 布 更 為 合 理 ， 節(jié) 省 鋼 材 。 圖 4-1 梁 的 截 面 類 型 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.1梁 的 類 型 和 應(yīng) 用 （ 續(xù) ） 梁 可 設(shè) 計(jì) 為 簡 支 梁 、 連 續(xù) 梁 和 懸 伸 梁 等 。 簡 支 梁 的 用 鋼 量 雖 然 較 多 ， 但 由 于制 造

3、 、 安 裝 、 拆 換 較 方 便 ， 而 且 不 受 溫 度 變 化 和 支 座 沉 陷 的 影 響 ， 因 而 得 到 廣 泛的 應(yīng) 用 。 梁 的 設(shè) 計(jì) 必 須 同 時(shí) 滿 足 ： 承 載 能 力 極 限 狀 態(tài) 和 正 常 使 用 極 限 狀 態(tài) 。 鋼 梁 的 承 載 能 力 極 限 狀 態(tài) 包 括 強(qiáng) 度 、 整 體 穩(wěn) 定 和 局 部 穩(wěn) 定 三 個(gè) 方 面 。 設(shè) 計(jì) 時(shí)要 求 在 荷 載 設(shè) 計(jì) 值 作 用 下 ， 梁 的 抗 彎 強(qiáng) 度 、 抗 剪 強(qiáng) 度 、 局 部 承 壓 強(qiáng) 度 和 折 算 應(yīng) 力均 不 超 過 相 應(yīng) 的 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 值 ； 保 證 梁 不

4、會(huì) 發(fā) 生 整 體 失 穩(wěn) ； 同 時(shí) 組 成 梁 的 板 件 不 出現(xiàn) 局 部 失 穩(wěn) 。 正 常 使 用 極 限 狀 態(tài) 主 要 指 梁 的 剛 度 ， 設(shè) 計(jì) 時(shí) 要 求 梁 具 有 足 夠 的 抗 彎 剛 度 ， 即在 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 作 用 下 ， 梁 的 最 大 撓 度 不 大 于 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 規(guī) 定 的 容 許 撓 度 。 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.2梁 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 4.2.1梁 的 強(qiáng) 度 梁 的 強(qiáng) 度 包 括 抗 彎 強(qiáng) 度 、 抗 剪 強(qiáng) 度 、 局 部 承 壓 強(qiáng) 度 和 折 算 應(yīng) 力 ， 設(shè) 計(jì) 時(shí) 要 求在 荷 載 設(shè) 計(jì) 值 作

5、用 下 ， 均 不 超 過 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 規(guī) 定 的 相 應(yīng) 的 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 值 。 梁 的 抗 彎 強(qiáng) 度 作 用 在 梁 上 的 荷 載 不 斷 增 加 時(shí) ， 梁 的 彎 曲 應(yīng) 力 的 發(fā) 展 過 程 可 分 為 三 個(gè) 階 段 ，以 雙 軸 對(duì) 稱 工 字 形 截 面 梁 為 例 說 明 如 下 。 圖 4-2 梁 正 應(yīng) 力 的 分 布 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.2.1梁 的 強(qiáng) 度 （ 續(xù) ） 彈 性 工 作 階 段 荷 載 較 小 時(shí) ， 截 面 上 各 點(diǎn) 的 彎 曲 應(yīng) 力 均 小 于 屈 服 點(diǎn) fy， 荷 載 繼 續(xù) 增 加 ， 直至 邊 緣 纖 維

6、應(yīng) 力 達(dá) 到 fy（ 圖 4-2(b)） ， 相 應(yīng) 的 彎 矩 為 梁 彈 性 工 作 階 段 的 最 大 彎矩 ， 其 值 式 中 ： Wn梁 的 凈 截 面 模 量 。 彈 塑 性 工 作 階 段 荷 載 繼 續(xù) 增 加 ， 截 面 上 、 下 各 有 一 個(gè) 高 度 為 a的 區(qū) 域 ， 其 應(yīng) 力 達(dá) 到 屈 服 點(diǎn) f y。截 面 的 中 間 部 分 區(qū) 域 仍 保 持 彈 性 （ 圖 4-2(c)） ， 此 時(shí) 梁 處 于 彈 塑 性 工 作 階 段 。 塑 性 工 作 階 段 當(dāng) 荷 載 再 繼 續(xù) 增 加 ， 梁 截 面 的 塑 性 區(qū) 便 不 斷 向 內(nèi) 發(fā) 展 ， 彈

7、性 核 心 不 斷 變 小 。當(dāng) 彈 性 核 心 完 全 消 失 （ 圖 4-2(d)） 時(shí) ， 荷 載 不 再 增 加 ， 而 變 形 卻 繼 續(xù) 發(fā) 展 ， 形 成“ 塑 性 鉸 ” ， 梁 的 承 載 能 力 達(dá) 到 極 限 。 極 限 彎 矩 yne fWM （ 4 1） ypnynnp fWfSSM 21 （ 4 2） 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.2.1梁 的 強(qiáng) 度 （ 續(xù) ）式 中 ： S1n， S2n分 別 為 中 和 軸 以 上 及 以 下 凈 截 面 對(duì) 中 和 軸 的 面 積 矩 ； Wpn梁 的 凈 截 面 塑 性 模 量 ， Wpn S1n S2n。 極 限 彎 矩 M

8、p與 彈 性 最 大 彎 矩 Me之 比 為 由 式 （ 4-3） 可 見 ， gF值 只 取 決 于 截 面 的 幾 何 形 狀 而 與 材 料 的 性 質(zhì) 無 關(guān) ， 稱為 截 面 形 狀 系 數(shù) 。 在 計(jì) 算 梁 的 抗 彎 強(qiáng) 度 時(shí) ， 考 慮 截 面 塑 性 發(fā) 展 更 經(jīng) 濟(jì) ， 但 若 按 截 面 形 成 塑 性 鉸進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) ， 可 能 使 梁 產(chǎn) 生 的 撓 度 過 大 ， 受 壓 翼 緣 過 早 失 去 局 部 穩(wěn) 定 。 因 此 ， 鋼結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 只 是 有 限 制 地 利 用 塑 性 ， 取 截 面 塑 性 發(fā) 展 深 度 a 0.125h。 根 據(jù)

9、 以 上 分 析 ， 梁 的 抗 彎 強(qiáng) 度 按 下 列 公 式 計(jì) 算 ：npnepF WWMM （ 4 3） 單 向 彎 曲 時(shí) ： fWM nxx x （ 4 4） 雙 向 彎 曲 時(shí) ： fWMWM nyy ynxx x （ 4 5） 4. 受 彎 構(gòu) 件式 中 ： Mx， My繞 x軸 和 y軸 的 彎 矩 （ 對(duì) 工 字 形 和 H形 截 面 ， x軸 為 強(qiáng) 軸 ， y軸 為 弱 軸 ） ； Wnx， Wny梁 對(duì) x軸 和 y軸 的 凈 截 面 模 量 ； gx， gy截 面 塑 性 發(fā) 展 系 數(shù) （ 對(duì) 工 字 形 截 面 ， gx 1.05， gy 1.20； 對(duì) 箱 形

10、 截 面 ， gx gy 1.05； 對(duì) 其 他 截 面 ， 可 按 表 4-1采 用 ） ； f鋼 材 的 抗 彎 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 值 ， 按 表 采 用 。 為 避 免 梁 強(qiáng) 度 破 壞 之 前 受 壓 翼 緣 局 部 失 穩(wěn) ， 當(dāng) 梁 受 壓 翼 緣 的 外 伸 寬 度 b與 其厚 度 t之 比 大 于 ， 但 不 超 過 時(shí) ， 應(yīng) 取 g x 1.0。 需 要 計(jì) 算 疲 勞 的 梁 ， 按 彈 性 工 作 階 段 進(jìn) 行 計(jì) 算 ， 宜 取 gx gy 1.0。 對(duì) 于 不 直 接 承 受 動(dòng) 力 荷 載 的 固 端 梁 和 連 續(xù) 梁 ， 允 許 按 塑 性 方 法 進(jìn) 行

11、設(shè) 計(jì) 。 考慮 截 面 內(nèi) 塑 性 變 形 的 發(fā) 展 和 由 此 引 起 的 內(nèi) 力 重 分 配 ， 塑 性 鉸 截 面 的 彎 矩 應(yīng) 滿 足 下式 4.2.1梁 的 強(qiáng) 度 （ 續(xù) ） fWM pnxx （ 4 6） 式 中 ： Wpnx梁 對(duì) x軸 的 塑 性 凈 截 面 模 量 。 當(dāng) 梁 的 抗 彎 強(qiáng) 度 不 滿 足 設(shè) 計(jì) 要 求 時(shí) ， 增 大 梁 的 高 度 最 有 效 。yf23513 yf23515 4. 受 彎 構(gòu) 件 表 4-1 截 面 塑 性 發(fā) 展 系 數(shù) gx、 gy值 4. 受 彎 構(gòu) 件 梁 的 抗 剪 強(qiáng) 度 梁 同 時(shí) 承 受 彎 矩 和 剪 力 的

12、 共 同 作 用 。 工 字 形 和 槽 形 截 面 梁 腹 板 上 的 剪 應(yīng) 力 分布 分 別 如 圖 4-3(a)、 (b)所 示 。 截 面 上 的 最 大 剪 應(yīng) 力 發(fā) 生 在 腹 板 中 和 軸 處 。 在 主平 面 受 彎 的 實(shí) 腹 梁 ， 以 截 面 上 的 最 大 剪 應(yīng) 力 達(dá) 到 鋼 材 的 抗 剪 屈 服 點(diǎn) 為 承 載 力 極 限狀 態(tài) 。 因 此 ， 設(shè) 計(jì) 的 抗 剪 強(qiáng) 度 應(yīng) 按 下 式 計(jì) 算 vw fItVS （ 4 7） 式 中 ： V計(jì) 算 截 面 沿 腹 板 平 面 作 用 的 剪 力 設(shè) 計(jì) 值 ； S中 和 軸 以 上 毛 截 面 對(duì) 中 和

13、 軸 的 面 積 矩 ； I毛 截 面 慣 性 矩 ； t w腹 板 厚 度 ； fv鋼 材 的 抗 剪 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 值 ， 按 表 采 用 。 當(dāng) 梁 的 抗 剪 強(qiáng) 度 不 滿 足 設(shè) 計(jì)要 求 時(shí) ， 最 有 效 的 辦 法 是 加 大 腹板 厚 度 來 增 大 梁 的 抗 剪 強(qiáng) 度 。 圖 4-3 腹 板 剪 應(yīng) 力 4. 受 彎 構(gòu) 件 梁 的 局 部 承 壓 強(qiáng) 度 當(dāng) 梁 的 翼 緣 受 有 沿 腹 板 平 面 作 用 的 固 定 集 中 荷 載 (包 括 支 座 反 力 )且 該 荷 載 處又 未 設(shè) 置 支 承 加 勁 肋 （ 圖 4-4(a)） ， 或 受 有 移 動(dòng)

14、 的 集 中 荷 載 （ 如 吊 車 的 輪 壓 ， 圖4-4(b)） 時(shí) ， 應(yīng) 驗(yàn) 算 腹 板 計(jì) 算 高 度 邊 緣 的 局 部 承 壓 強(qiáng) 度 。 圖 4-4 局 部 壓 應(yīng) 力 4. 受 彎 構(gòu) 件 梁 的 局 部 承 壓 強(qiáng) 度 （ 續(xù) ） 梁 的 局 部 承 壓 強(qiáng) 度 可 按 下 式 計(jì) 算 flt Fzwc （ 4 8） 式 中 ： F集 中 荷 載 （ 對(duì) 動(dòng) 力 荷 載 應(yīng) 考 慮 動(dòng) 力 系 數(shù) ） ； y集 中 荷 載 增 大 系 數(shù) （ 對(duì) 重 級(jí) 工 作 制 吊 車 輪 壓 ， y 1.35； 對(duì) 其 他 荷 載 ， y 1.0） ； lz集 中 荷 載 在 腹

15、板 計(jì) 算 高 度 邊 緣 的 假 定 分 布 長 度 （ 跨 中 lz a 5hy 2hR， 梁 端 lz a 2.5hy a1） ； a集 中 荷 載 沿 梁 跨 度 方 向 的 支 承 長 度 （ 對(duì) 吊 車 輪 壓 可 取 為 50mm） ； h y自 梁 承 載 的 邊 緣 到 腹 板 計(jì) 算 高 度 邊 緣 的 距 離 ； hR軌 道 的 高 度 （ 無 軌 道 時(shí) hR 0） ； a1梁 端 到 支 座 板 外 邊 緣 的 距 離 （ 按 實(shí) 際 取 值 ， 但 不 得 大 于 2.5hy） 。 腹 板 的 計(jì) 算 高 度 h0按 下 列 規(guī) 定 采 用 ： 軋 制 型 鋼 梁

16、， 為 腹 板 在 與 上 、 下 翼 緣 相 交 接 處 兩 內(nèi) 弧 起 點(diǎn) 間 的 距 離 ； 焊 接 組 合 梁 ， 為 腹 板 高 度 ； 鉚 接 （ 或 高 強(qiáng) 度 螺 栓 連 接 ） 組 合 梁 ， 為 上 、 下 翼緣 與 腹 板 連 接 的 鉚 釘 （ 或 高 強(qiáng) 度 螺 栓 ） 線 間 最 近 距 離 。 當(dāng) 計(jì) 算 不 滿 足 式 （ 4-8） 時(shí) ， 在 固 定 集 中 荷 載 處 （ 包 括 支 座 處 ） 應(yīng) 設(shè) 置 支 承加 勁 肋 加 強(qiáng) ， 并 對(duì) 支 承 加 勁 肋 進(jìn) 行 計(jì) 算 。 對(duì) 移 動(dòng) 集 中 荷 載 ， 則 應(yīng) 加 大 腹 板 厚 度 。 4.

17、受 彎 構(gòu) 件 折 算 應(yīng) 力 在 組 合 梁 的 腹 板 計(jì) 算 高 度 邊 緣 處 ， 當(dāng) 同 時(shí) 受 有 較 大 的 彎 曲 應(yīng) 力 、 剪 應(yīng) 力 和 局 部 壓 應(yīng) 力 c時(shí) ， 或 同 時(shí) 受 有 較 大 的 彎 曲 應(yīng) 力 、 剪 應(yīng) 力 ， 時(shí) （ 如 連 續(xù) 梁的 支 座 處 或 梁 的 翼 緣 截 面 改 變 處 等 ） ， 應(yīng) 按 下 式 驗(yàn) 算 該 處 的 折 算 應(yīng) 力fcc 1222 3 （ 4 9） 式 中 ： ， ， c腹 板 計(jì) 算 高 度 邊 緣 同 一 點(diǎn) 上 的 彎 曲 正 應(yīng) 力 、 剪 應(yīng) 力 和 局 部 壓 應(yīng) 力 ， 按 式 （ 4-7） 計(jì) 算

18、 ， c按 式 （ 4-8） 計(jì) 算 ， 按 下 式 計(jì) 算 nxIMy （ 4 10） Inx凈 截 面 慣 性 矩 ； y 計(jì) 算 點(diǎn) 至 中 和 軸 的 距 離 ； ， c均 以 拉 應(yīng) 力 為 正 值 ， 壓 應(yīng) 力 為 負(fù) 值 ； b1折 算 應(yīng) 力 的 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 值 增 大 系 數(shù) （ 當(dāng) ， c異 號(hào) 時(shí) ， 取 b1 1.2； 當(dāng) ， c同 號(hào) 或 c 0時(shí) ， 取 b1 1.1） 。 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.2.2梁 的 剛 度 (16講 ) 梁 的 剛 度 驗(yàn) 算 即 為 梁 的 撓 度 驗(yàn) 算 。 梁 的 剛 度 不 足 ， 將 會(huì) 產(chǎn) 生 較 大 的 變 形 。

19、 因此 ， 應(yīng) 按 下 式 驗(yàn) 算 梁 的 剛 度 （ 4 11） 式 中 ： v 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 作 用 下 梁 的 最 大 撓 度 ； v梁 的 容 許 撓 度 值 ， 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 根 據(jù) 實(shí) 踐 經(jīng) 驗(yàn) 規(guī) 定 的 容 許 撓 度 值 見 規(guī) 范 . 計(jì) 算 梁 的 撓 度 v時(shí) ， 取 用 的 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 應(yīng) 與 規(guī) 范 規(guī) 定 的 容 許 撓 度 值 v相對(duì) 應(yīng) 。 例 如 對(duì) 吊 車 梁 ， 撓 度 v應(yīng) 按 自 重 和 起 重 量 最 大 的 一 臺(tái) 吊 車 計(jì) 算 ； 對(duì) 樓 蓋 或工 作 平 臺(tái) 梁 ， 應(yīng) 分 別 驗(yàn) 算 全 部 荷 載 作 用

20、下 產(chǎn) 生 的 撓 度 和 僅 有 可 變 荷 載 作 用 下 產(chǎn) 生的 撓 度 。 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.3梁 的 整 體 穩(wěn) 定 4.3.1梁 整 體 穩(wěn) 定 的 概 念 梁 主 要 用 于 承 受 彎 矩 ， 為 了 充 分 發(fā) 揮 材 料 的 強(qiáng) 度 ， 其 截 面 通 常 設(shè) 計(jì) 成 高 而 窄的 形 式 。 如 圖 4-5所 示 的 工 字 形 截 面 梁 ， 荷 載 作 用 在 最 大 剛 度 平 面 內(nèi) 。 當(dāng) 荷 載 較小 時(shí) ， 僅 在 彎 矩 作 用 平 面 內(nèi) 彎 曲 ， 當(dāng) 荷 載 增 大 到 某 一 數(shù) 值 后 ， 梁 在 彎 矩 作 用 平 面內(nèi) 彎 曲 的

21、同 時(shí) ， 將 突 然 發(fā) 生 側(cè) 向 彎 曲 和 扭 轉(zhuǎn) ， 并 喪 失 繼 續(xù) 承 載 的 能 力 ， 這 種 現(xiàn) 象稱 為 梁 的 彎 扭 屈 曲 或 整 體 失 穩(wěn) 。 梁 維 持 其 穩(wěn) 定 平 衡 狀 態(tài) 所 承 受 的 最 大 彎 矩 ， 稱 為臨 界 彎 矩 。 圖 4-5 梁 的 整 體 失 穩(wěn) 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.3.1梁 整 體 穩(wěn) 定 的 概 念 （ 續(xù) 1） 橫 向 荷 載 的 臨 界 值 和 它 沿 梁 高 的 作 用 位 置 有 關(guān) 。 荷 載 作 用 在 上 翼 緣 時(shí) ， 如 圖 4-6(a)所 示 ， 在 梁 產(chǎn) 生 微 小 側(cè) 向 位 移 和 扭 轉(zhuǎn)

22、 的 情況 下 ， 荷 載 F將 產(chǎn) 生 繞 剪 力 中 心 的 附 加 扭 矩 Fe， 它 將 對(duì) 梁 側(cè) 向 彎 曲 和 扭 轉(zhuǎn) 起 促 進(jìn)作 用 ， 使 梁 加 速 喪 失 整 體 穩(wěn) 定 。 當(dāng) 荷 載 F作 用 在 梁 的 下 翼 緣 時(shí) （ 圖 5-6(b)） ， 它 將 產(chǎn) 生 反 方 向 的 附 加 扭 矩 Fe，有 利 于 阻 止 梁 的 側(cè) 向 彎 曲 扭 轉(zhuǎn) ， 延 緩 梁 喪 失 整 體 穩(wěn) 定 。 后 者 的 臨 界 荷 載 （ 或 臨 界彎 矩 ） 將 高 于 前 者 。 圖 4-6 荷 載 位 置 對(duì) 整 體 穩(wěn) 定 的 影 響 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.3.1梁

23、 整 體 穩(wěn) 定 的 概 念 （ 續(xù) 2） 雙 軸 對(duì) 稱 工 字 形 截 面 簡 支 梁 的 臨 界 彎 矩 為 ： 式 中 ： EIy側(cè) 向 抗 彎 剛 度 ； GIt抗 扭 剛 度 ； l1梁 受 壓 翼 緣 的 自 由 長 度 （ 受 壓 翼 緣 側(cè) 向 支 承 點(diǎn) 之 間 的 距 離 ） ； EI 翹 曲 剛 度 ； b梁 的 側(cè) 扭 屈 曲 系 數(shù) ， 與 荷 載 類 型 、 梁 端 支 承 方 式 以 及 橫 向 荷 載 作 用 位 置 等 有 關(guān) ， 純 彎 曲 時(shí) ： 1l GIEIM tycr （ 4 12） tGIEIl 2121單 軸 對(duì) 稱 截 面 簡 支 梁 （ 圖

24、 4-7） 的 臨 界 彎 矩 為 （ 4 13） ： EIGIlIICCCClEICM tyyyycr 221232322121 1 圖 4-7 單 軸 對(duì) 稱 截 面 式 中 ： by單 軸 對(duì) 稱 截 面 的 一 種 幾 何 特 性 ， 當(dāng) 為 雙 軸 對(duì) 稱 時(shí) ， by 0； a橫 向 荷 載 作 用 點(diǎn) 與 剪 切 中 心 之 間 的 距 離 ， 荷 載 作 用 點(diǎn) 在 剪 切 中 心 以 下 時(shí) ， 取 正 值 ， 反 之 取 負(fù) 值 ； C1， C2， C3根 據(jù) 荷 載 類 型 而 定 的 系 數(shù) 。 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.3.1梁 整 體 穩(wěn) 定 的 概 念 （ 續(xù) 3

25、） 由 臨 界 彎 矩 Mcr的 計(jì) 算 公 式 ， 可 總 結(jié) 出 如 下 規(guī) 律 ： 梁 的 側(cè) 向 抗 彎 剛 度 EIy、 抗 扭 剛 度 GIt越 大 ， 臨 界 彎 矩 Mcr越 大 ； 梁 受 壓 翼 緣 的 自 由 長 度 l1越 大 ， 臨 界 彎 矩 Mcr越 小 ； 荷 載 作 用 于 下 翼 緣 比 作 用 于 上 翼 緣 的 臨 界 彎 矩 Mcr大 。 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.3.2梁 整 體 穩(wěn) 定 的 計(jì) 算 為 保 證 梁 的 整 體 穩(wěn) 定 或 增 強(qiáng) 梁 抗 整 體 失 穩(wěn) 的 能 力 ， 通常 在 梁 上 設(shè) 置 有 剛 性 鋪 板 和 平 面 支 撐

26、 等 。 規(guī) 范 規(guī) 定 ， 當(dāng) 符 合 下 列 情 況 之 一 時(shí) ， 梁 的 整 體 穩(wěn) 定 可得 到 保 證 ， 不 必 計(jì) 算 。 有 剛 性 鋪 板 密 鋪 在 梁 的 受 壓 翼 緣 上 并 與 其 牢 固 連 接 ，能 阻 止 梁 受 壓 翼 緣 的 側(cè) 向 位 移 。 H型 鋼 或 工 字 形 等 截 面 簡 支 梁 受 壓 翼 緣 的 自 由 長 度 l 1與 其 寬 度 b1之 比 不 超 過 表 4-2所 規(guī) 定 的 數(shù) 值 。 箱 形 截 面 簡 支 梁 ， 其 截 面 尺 寸 （ 圖 4-8） 滿 足 h/b0 6， 且 l1/b0 95（ 235/fy） 。 表 4

27、-2 工 字 形 等 截 面 簡 支 梁 不 需 計(jì) 算 整 體 穩(wěn) 定 性 的 最 大 l1/b1值 yf23513 yf23520 yf23516跨 中 無 側(cè) 向 支 承 ， 荷 載 作 用 在 跨 中 有 側(cè) 向 支 承 ， 不 論 荷 載 作 用 于 何 處上 翼 緣 下 翼 緣 圖 4-8 箱 形 截 面 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.3.2梁 整 體 穩(wěn) 定 的 計(jì) 算 （ 續(xù) 1） 當(dāng) 不 滿 足 前 述 不 必 計(jì) 算 整 體 穩(wěn) 定 條 件 時(shí) ， 應(yīng) 對(duì) 梁 的 整 體 穩(wěn) 定 進(jìn) 行 計(jì) 算 ， 即 使 fffWM byR ycrRcrxx 或 寫 成 規(guī) 范 采 用 的

28、形 式 （ 4-14）fWM xb x 式 中 ： Mx繞 強(qiáng) 軸 作 用 的 最 大 彎 矩 ； W x按 受 壓 纖 維 確 定 的 梁 毛 截 面 模 量 ； fb= cr/fy梁 的 整 體 穩(wěn) 定 系 數(shù) 。 現(xiàn) 以 受 純 彎 曲 的 雙 軸 對(duì) 稱 工 字 形 截 面 簡 支 梁 為 例 ， 導(dǎo) 出 fb的 計(jì) 算 公 式 。yx tytycrb flW GIEIGIEIlf 12121 （ 4-15） 代 入 數(shù) 值 ： ， 令 ： 并 取 ： 扭 轉(zhuǎn) 慣 性 矩 扇 性 轉(zhuǎn) 慣 性 矩 ， 可 得 2310206 mmNE 6.2GE2yy AiI yyil 1 2 131

29、AtIt 4 2hII y 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.3.2梁 整 體 穩(wěn) 定 的 計(jì) 算 （ 續(xù) 2） 實(shí) 際 工 程 中 梁 受 純 彎 曲 的 情 況 很 少 。 當(dāng) 梁 受 任 意 橫 向 荷 載 時(shí) ， 臨 界 彎 矩 的 理論 值 應(yīng) 按 式 （ 4-13） 計(jì) 算 ， 并 可 求 得 相 應(yīng) 的 穩(wěn) 定 系 數(shù) fb。 但 這 樣 的 計(jì) 算 很 復(fù) 雜 ，所 以 通 常 選 取 較 多 的 常 用 截 面 尺 寸 ， 應(yīng) 用 計(jì) 算 機(jī) 進(jìn) 行 計(jì) 算 和 數(shù) 值 統(tǒng) 計(jì) 分 析 ， 得 出了 不 同 荷 載 作 用 下 的 穩(wěn) 定 系 數(shù) 與 純 彎 曲 作 用 下 穩(wěn) 定

30、系 數(shù) 的 比 值 b b。 同 時(shí) 為 了 能 夠應(yīng) 用 于 單 軸 對(duì) 稱 焊 接 工 字 形 截 面 簡 支 梁 的 一 般 情 況 ， 梁 整 體 穩(wěn) 定 系 數(shù) fb的 計(jì) 算 公式 可 以 表 述 為 yyxyb fhtWAh 2354.414320 212 （ 4-16）ybyxybb fhtWAh 2354.414320 212 （ 4-17）式 中 ： bb梁 整 體 穩(wěn) 定 的 等 效 彎 矩 系 數(shù) ， 按 表 4-3采 用 ； ly梁 在 側(cè) 向 支 承 點(diǎn) 間 對(duì) 截 面 弱 軸 （ y軸 ） 的 長 細(xì) 比 ； h梁 截 面 的 全 高 ； 4. 受 彎 構(gòu) 件 4

31、.3.2梁 整 體 穩(wěn) 定 的 計(jì) 算 （ 續(xù) 3） hb截 面 不 對(duì) 稱 的 影 響 系 數(shù) (雙 軸 對(duì) 稱 截 面 (圖 4-9(a)、 (d)hb 0； 單 軸 對(duì)稱 工 字 形 截 面 (圖 4-9(b)、 (c)， 加 強(qiáng) 受 壓 翼 緣 hb 0.8(2ab 1)， 加 強(qiáng) 受 拉 翼 緣hb 2ab 1。 這 里 ， ab I1/(I1 I2)， 其 中 I1和 I2分 別 為 受 壓 翼 緣 和 受 拉 翼 緣 對(duì) y軸 的 慣 性 矩 ） 。 圖 4-9 焊 接 工 字 形 和 軋 制 H型 鋼 截 面 上 述 整 體 穩(wěn) 定 系 數(shù) 是 按 彈 性 穩(wěn) 定 理 論 求得

32、 的 。 研 究 證 明 ， 當(dāng) 求 得 的 fb大 于 0.6時(shí) ， 梁己 進(jìn) 入 非 彈 性 工 作 階 段 ， 整 體 穩(wěn) 定 臨 界 應(yīng) 力有 明 顯 的 降 低 ， 必 須 對(duì) fb進(jìn) 行 修 正 。 鋼 結(jié) 構(gòu)設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 規(guī) 定 ， 當(dāng) 按 上 述 公 式 計(jì) 算 的 fb大 于0.6時(shí) ， 采 用 下 式 求 得 的 代 替 fb進(jìn) 行 梁 的 整體 穩(wěn) 定 計(jì) 算 /b0.1282.007.1/ bb （ 4-18） 4. 受 彎 構(gòu) 件表 4-3 H型 鋼 和 等 截 面 工 字 形 簡 支 梁 的 系 數(shù) bb項(xiàng) 次 側(cè) 向 支 承 荷 載 2.0 2.0 適 用 范

33、圍1 跨 中 無 側(cè) 向 支承 均 布 荷 載作 用 在 上 翼 緣 0.69 0.13 0.95 圖 4-8 (a)、(b)和 (d)的截 面2 下 翼 緣 1.73 0.20 1.333 集 中 荷 載作 用 在 上 翼 緣 0.73 0.18 1.094 下 翼 緣 2.23 0.28 1.675 跨 度 中 點(diǎn) 有 一個(gè) 側(cè) 向 支 承 點(diǎn) 均 布 荷 載作 用 在 上 翼 緣 1.15 圖 4-8中 的 所 有 截 面6 下 翼 緣 1.407 集 中 荷 載 作 用 在 截 面高 度 上 任 意 位 置 1.758 跨 中 有 不 少 于兩 個(gè) 等 距 離 側(cè)向 支 承 點(diǎn) 任 意

34、 荷 載作 用 在 上 翼 緣 1.209 下 翼 緣 1.4010 梁 端 有 彎 矩 ， 但 跨 中 無 荷 載 作 用 但 2.3 21212 3.005.175.1 MMMM 4. 受 彎 構(gòu) 件表 4-3注 為 參 數(shù) ， ， 其 中 b1為 受 壓 翼 緣 的 寬 度 ， 對(duì) 跨 中 無 側(cè) 向 支 承 點(diǎn) 的 梁 ， l1為 其跨 度 ， 對(duì) 跨 中 有 側(cè) 向 支 承 點(diǎn) 的 梁 ， l1為 受 壓 翼 緣 側(cè) 向 支 承 點(diǎn) 間 的 距 離 (梁 的 支 座 處 視 為 有側(cè) 向 支 承 )。 M1、 M2為 梁 的 端 彎 矩 ， 使 梁 產(chǎn) 生 同 向 曲 率 時(shí) M1和

35、 M2取 同 號(hào) ， 產(chǎn) 生 反 向 曲 率 時(shí) 取異 號(hào) ， M1 M2 。 表 中 項(xiàng) 次 3、 4和 7的 集 中 荷 載 是 指 一 個(gè) 或 少 數(shù) 幾 個(gè) 集 中 荷 載 位 于 跨 中 央 附 近 的 情況 ， 對(duì) 其 他 情 況 的 集 中 荷 載 ， 應(yīng) 按 表 中 項(xiàng) 次 1、 2、 5、 6內(nèi) 的 數(shù) 值 采 用 。 表 中 項(xiàng) 次 8、 9的 b b， 當(dāng) 集 中 荷 載 作 用 在 側(cè) 向 支 承 點(diǎn) 處 時(shí) ， 取 bb 1.20。 荷 載 作 用 在 上 翼 緣 系 指 荷 載 作 用 點(diǎn) 在 翼 緣 表 面 ， 方 向 指 向 截 面 形 心 ； 荷 載 作 用

36、在下 翼 緣 系 指 荷 載 作 用 點(diǎn) 在 翼 緣 表 面 ， 方 向 背 向 截 面 形 心 。 對(duì) ab 0.8的 加 強(qiáng) 受 壓 翼 緣 工 字 形 截 面 ， 下 列 情 況 的 bb值 應(yīng) 乘 以 相 應(yīng) 的 系 數(shù) ： 項(xiàng) 次 1： 當(dāng) 1.0時(shí) ， 乘 以 0.95； 項(xiàng) 次 3： 當(dāng) 0.5時(shí) ， 乘 以 0.90； 當(dāng) 0.5 1.0時(shí) ， 乘 以 0.95。hbtl1 11 4. 受 彎 構(gòu) 件 軋 制 普 通 工 字 鋼 簡 支 梁 整 體 穩(wěn) 定 系 數(shù) fb大 可 直 接 按 表 采 用 ， 當(dāng) 所 得 的 fb大 于 0.6時(shí) ， 應(yīng)采 用 式 （ 4-18） 計(jì)

37、 算 的 代 替 fb值 。 軋 制 槽 鋼 簡 支 梁 的 整 體 穩(wěn) 定 系 數(shù) ， 不 論 荷 載 的 形 式 和 荷 載 作 用 點(diǎn) 在 截 面 高 度 上 的 位置 如 何 ， 均 可 按 下 式 計(jì) 算 4.3.2梁 整 體 穩(wěn) 定 的 計(jì) 算 （ 續(xù) 4） yb fhl bt 2355701 （ 4-19） 按 式 （ 4-19） 算 得 的 fb大 于 0.6時(shí) ， 應(yīng) 采 用 式 （ 4-18） 計(jì) 算 的 代 替 fb值 。 雙 軸 對(duì) 稱 工 字 形 等 截 面 （ 含 H型 鋼 ） 懸 臂 梁 的 整 體 穩(wěn) 定 系 數(shù) ， 可 按 公 式 （ 4-17） 計(jì) 算 ，但

38、 式 中 系 數(shù) bb應(yīng) 按 附 表 查 得 ， ly l1 iy（ l1為 懸 臂 梁 的 懸 伸 長 度 ） 。 當(dāng) 求 得 的 fb大 于 0.6時(shí) ，應(yīng) 采 用 式 （ 4-18） 計(jì) 算 的 代 替 fb值 。 當(dāng) 梁 的 整 體 穩(wěn) 定 承 載 力 不 足 時(shí) ， 可 采 用 加 大 梁 的 截 面 尺 寸 或 增 加 側(cè) 向 支 撐 的 辦 法 予以 解 決 ， 前 一 種 辦 法 中 以 增 大 受 壓 翼 緣 的 寬 度 最 有 效 。 必 須 注 意 ， 不 論 梁 是 否 需 要 計(jì) 算 整 體 穩(wěn) 定 ， 梁 的 支 承 處 均 應(yīng) 采 取 構(gòu) 造 措 施 以 阻 止

39、其端 截 面 的 扭 轉(zhuǎn) 。 用 作 減 小 梁 受 壓 翼 緣 自 由 長 度 的 側(cè) 向 支 撐 ， 應(yīng) 將 梁 的 受 壓 翼 緣 視 為 軸 心 壓 桿 計(jì) 算 支撐 力 。 支 撐 應(yīng) 設(shè) 置 在 （ 或 靠 近 ） 梁 的 受 壓 翼 緣 平 面 。式 中 ： h， b， t分 別 為 槽 鋼 截 面 的 高 度 、 翼 緣 寬 度 和 平 均 厚 度 。/b/b/b 4. 受 彎 構(gòu) 件例 題 4-1(17講 ) 一 焊 接 工 字 形 截 面 簡 支 梁 ， 跨 度 l=12m， 跨 中 無 側(cè) 向 支 撐 。 跨 度 中 央 處 上 翼 緣 作 用 一集 中 荷 載 ， 標(biāo)

40、準(zhǔn) 值 為 Pk， 其 中 恒 荷 載 占 20 （ gG 1.2） ， 活 荷 載 占 80 （ gQ 1.4） 。 鋼材 為 Q235B。 選 擇 的 兩 個(gè) 截 面 如 圖 4-10所 示 。 兩 梁 的 截 面 和 梁 高 均 相 等 。 求 此 兩 梁 各 能 承受 的 集 中 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 Pk（ 梁 自 重 略 去 不 計(jì) ） 。 設(shè) Pk由 梁 的 整 體 穩(wěn) 定 和 抗 彎 強(qiáng) 度 控 制 。 圖 4-10 例 題 4-1圖 解 雙 軸 對(duì) 稱 工 字 形 截 面 (圖 4-10(a) 梁 所 能 承 受 集 中 荷 載 的 大 小 將 由 整體 穩(wěn) 定 條 件 控 制

41、 。整 體 穩(wěn) 定 系 數(shù) ybyxybb fhtWAh 2354.414320 212 截 面 的 幾 何 特 性 ： 截 面 積 22248.01206.1402 cmA 慣 性 矩 423 5883708.606.14021208.0121 cmIx 4. 受 彎 構(gòu) 件例 題 4-1（ 續(xù) 2） 43 17067406.11212 cmIy 截 面 模 量 回 轉(zhuǎn) 半 徑 cmAIi yy 7.822417067 側(cè) 向 長 細(xì) 比 9.1377.812001 yy il 截 面 不 對(duì) 稱 的 影 響 系 數(shù) 參 數(shù) 0 b 查 表 4-1， 梁 整 體 穩(wěn) 定 等 效 彎 矩 系

42、數(shù) 8.039.018.073.018.073.0 b故 6.0567.0102.1234.4 6.19.13719551 2.1232249.13743208.0 22 b 此 截 面 梁 能 承 受 的 彎 矩 設(shè) 計(jì) 值 mkNfWM xbx 3.116410109551215567.0 63 集 中 荷 載 設(shè) 計(jì) 值 kNlMP x 1.38812 3.116444 因 kkk PPPP 36.18.04.12.02.1 故 此 梁 能 承 受 的 跨 中 集 中 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 kNPPk 4.28536.1 1.38836.1 395512.12358837022 cmhIW

43、 xx 0.239.02.123406.11200111 hbtl 4. 受 彎 構(gòu) 件例 題 4-1（ 續(xù) 3） 單 軸 對(duì) 稱 工 字 形 截 面 （ 圖 4-10(b)） 整 體 穩(wěn) 定 系 數(shù) ybyxybb fhtWAh 2354.414320 212 首 先 確 定 形 心 軸 位 置 ， 對(duì) 梁 頂 面 求 面 積 矩 ， 則 cmy 65.54224122426.1328.01206.148 4.1226.1326.618.01208.06.1481 截 面 的 幾 何 特 性 ： 截 面 面 積 2224cmA 慣 性 矩 42232 57755575.676.13295.6

44、1208.01208.012185.536.148 cmIx 433 19115326.1121486.1121 cmIy 梁 截 面 對(duì) 受 壓 翼 緣 的 模 量 311 1056865.54577555 cmyIW xx 回 轉(zhuǎn) 半 徑 側(cè) 向 長 細(xì) 比 cmAIi yy 2.922419115 4.1302.91200 1 yy il 4. 受 彎 構(gòu) 件例 題 4-1（ 續(xù) 4） 參 數(shù) 0.2325.02.12348 6.112001 11 hbtl 8.0771.0191151474621 1 II Ib 查 表 4-1， 得 789.0325.018.073.018.073.

45、0 b 截 面 不 對(duì) 稱 系 數(shù) 434.01771.028.0128.0 bb 故 6.0788.01434.02.1234.4 6.14.130110568 2.1232244.1304320789.0 22 b應(yīng) 換 算 為 712.0788.0 282.007.1282.007.1 / bb 按 整 體 穩(wěn) 定 條 件 ， 此 梁 能 承 受 的 彎 矩 設(shè) 計(jì) 值 為 mkNfWM xbx 7.1617101010568215712.0 631/ 對(duì) 加 強(qiáng) 受 壓 翼 緣 的 單 軸 對(duì) 稱 工 字 形 截 面 ， 還 需 計(jì) 算 按 受 拉 翼 緣 抗 彎 強(qiáng) 度 梁 所 能

46、承 受的 彎 矩 設(shè) 計(jì) 值 ： 13235138.1416 4240 yftb 0.1x所 以 3 12 842565.542.123577555 cmyh IW xx mkNmkNfWM xxx 7.16174.1811101084252150.1 632 4. 受 彎 構(gòu) 件例 題 4-1（ 續(xù) 5） 因 此 本 題 梁 所 能 承 受 的 集 中 荷 載 由 梁 的 整 體 穩(wěn) 定 條 件 所 控 制 。 承 受 的 集 中 荷 載 設(shè) 計(jì) 值 kNlMP x 2.53912 7.161744 承 受 的 集 中 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 kNPPk 5.39636.1 2.53936.1

47、比 較 上 述 計(jì) 算 結(jié) 果 ， 兩 梁 的 截 面 積 和 截 面 高 度 均 相 同 ， 加 強(qiáng) 受 壓 翼 緣 的 單 軸 對(duì) 稱 截面 梁 所 能 承 受 的 集 中 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 比 雙 軸 對(duì) 稱 截 面 梁 大 38.9 ， 但 I x降 低 約 2 ， 即 撓 度 值將 比 雙 軸 對(duì) 稱 截 面 梁 增 加 約 2 。 4. 受 彎 構(gòu) 件習(xí) 題 4-1 設(shè) 有 一 H型 鋼 工 字 形 截 面 簡 支 梁 （ HN350 175 7 11） ， 跨 度 為5m， 跨 中 無 側(cè) 向 支 承 ， 鋼 材 為 Q235鋼 ， 荷 載 作 用 于 上 翼 緣 ， 荷 載

48、標(biāo) 準(zhǔn)值 為 ： 恒 載 （ 包 括 梁 自 重 ） 4.25kN/m（ gG 1.2） ， 活 荷 載 22.5kN/m（ gQ 1.3） 。 試 計(jì) 算 該 梁 的 整 體 穩(wěn) 定 。 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.4梁 的 局 部 穩(wěn) 定 和 腹 板 加 勁 肋 設(shè) 計(jì) (17講 班 ) 組 合 梁 一 般 由 翼 緣 和 腹 板 焊 接 而 成 ， 如 果 采 用 的 板 件 寬 （ 高 ） 而 薄 ， 板 中 壓 應(yīng) 力 或剪 應(yīng) 達(dá) 到 某 數(shù) 值 后 ， 受 壓 翼 緣 （ 圖 4-11(a)） 或 腹 板 （ 圖 4-11(b)） 可 能 偏 離 其 平 面 位 置 ，出 現(xiàn) 波

49、形 凸 曲 ， 這 種 現(xiàn) 象 稱 為 梁 喪 失 局 部 穩(wěn) 定 。 圖 4-11 梁 的 局 部 失 穩(wěn) 形 式 熱 軋 型 鋼 板 件 寬 （ 高 ） 厚 比 較 小 ， 能 夠 滿 足 局 部 穩(wěn) 定 要 求 ， 不 需 要 計(jì) 算 。 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.4.1受 壓 翼 緣 的 局 部 穩(wěn) 定 梁 的 受 壓 翼 緣 板 主 要 承 受 均 布 壓 應(yīng) 力 作 用 。 為 了 充 分 發(fā) 揮 材 料 強(qiáng) 度 ， 翼 緣 應(yīng) 采 用 一定 厚 度 的 鋼 板 ， 使 其 臨 界 應(yīng) 力 cr不 低 于 鋼 材 的 屈 服 點(diǎn) fy， 從 而 保 證 翼 緣 不 喪 失 穩(wěn) 定

50、。 一般 采 用 限 制 寬 厚 比 的 方 法 來 保 證 梁 受 壓 翼 緣 的 穩(wěn) 定 。 受 壓 翼 緣 板 的 屈 曲 臨 界 應(yīng) 力 可 用 下 式 計(jì) 算 222112 btEkcr 式 中 ： t翼 綠 板 的 厚 度 ； b翼 緣 板 的 外 伸 寬 度 。 對(duì) 不 需 要 驗(yàn) 算 疲 勞 的 梁 ， 按 式 （ 4-4） 和 （ 4-5） 計(jì) 算 其 抗 彎 強(qiáng) 度 時(shí) ， 已 考 慮 截 面 部分 發(fā) 展 塑 性 ， 因 而 整 個(gè) 翼 緣 板 已 進(jìn) 人 塑 性 ， 但 在 和 壓 應(yīng) 力 相 垂 直 的 方 向 ， 材 料 仍 然 是 彈 性 的 。 這 種 情 況

51、屬 正 交 異 性 板 ， 其 臨 界 應(yīng) 力 的 精 確 計(jì) 算 比 較 復(fù) 雜 ， 一 般 用 代 替 E來考 慮 這 種 彈 塑 性 的 影 響 。 E 將 E 206 103N/mm2， 0.3代 入 上 式 ， 可 得 21006.18 b tkcr （ 4-20） 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.4.1受 壓 翼 絳 的 局 部 穩(wěn) 定 （ 續(xù) 1） 受 壓 翼 緣 板 的 外 伸 部 分 為 三 邊 簡 支 扳 ， 其 屈 曲 系 數(shù) k 0.425。 支 承 翼 緣 板 的 腹 板 一般 較 薄 ， 對(duì) 冀 緣 的 約 束 作 用 很 小 ， 因 此 取 彈 性 嵌 固 系 數(shù) 1.

52、0。 如 令 0.25， 由 cr fy得 yftb 23513 （ 4-21a） 當(dāng) 梁 在 彎 矩 M x作 用 下 的 強(qiáng) 度 按 彈 性 計(jì) 算 時(shí) ， 即 取 x 1.0 時(shí) 限 值 可 放 寬 為 yftb 23515 （ 4-21b） 箱 形 梁 兩 腹 板 之 間 的 翼 緣 部 分 ， 相 當(dāng) 于 四 邊 簡 支 單 向 均 勻 受 壓 板 ， 屈 曲 系 數(shù) k 4.0。令 1.0， 0.25， 由 cr fy得 yftb 235400 （ 4-22） 當(dāng) 受 壓 翼 緣 板 設(shè) 置 縱 向 加 勁 肋 時(shí) ， b 0取 腹 板 與 縱 向 加 勁 肋 之 間 的 翼 緣

53、板 無 支 承 寬 度 。 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.4.2腹 板 的 局 部 穩(wěn) 定 組 合 梁 腹 板 的 局 部 穩(wěn) 定 有 兩 種 計(jì) 算 方 法 。 對(duì) 于 承 受 靜 力 荷 載 和 間 接 承 受 動(dòng) 力 荷 載 的組 合 梁 ， 允 許 腹 板 在 梁 整 體 失 穩(wěn) 之 前 屈 曲 ， 并 利 用 其 屈 曲 后 強(qiáng) 度 ， 按 規(guī) 定 布 置 加 勁 肋 并計(jì) 算 其 抗 彎 和 抗 剪 承 載 力 。 對(duì) 于 直 接 承 受 動(dòng) 力 荷 載 的 吊 車 梁 及 類 似 構(gòu) 件 或 其 他 不 考 慮 屈曲 后 強(qiáng) 度 的 組 合 梁 ， 以 腹 板 的 屈 曲 作 為 承

54、 載 能 力 的 極 限 狀 態(tài) ， 按 下 列 原 則 配 置 加 勁 肋 ，并 計(jì) 算 腹 板 的 穩(wěn) 定 。 當(dāng) 時(shí) ， 對(duì) 有 局 部 壓 應(yīng) 力 （ c 0） 的 梁 ， 應(yīng) 按 構(gòu) 造 配 置 橫 向 加勁 肋 （ 圖 4-12(a)） ； 但 對(duì) 無 局 部 壓 應(yīng) 力 （ c 0） 的 梁 ， 可 不 配 置 加 勁 肋 ； yw fth 235800 當(dāng) 時(shí) ， 應(yīng) 按 計(jì) 算 配 置 橫 向 加 勁 肋 （ 圖 4-12(a)） ； 當(dāng) （ 受 壓 翼 緣 扭 轉(zhuǎn) 受 到 約 束 ， 如 連 有 剛 性 鋪 板 、 制 動(dòng) 板 或 焊 有 鋼軌 時(shí) ） 或 （ 受 壓 翼

55、緣 未 受 到 約 束 時(shí) ） ， 或 按 計(jì) 算 需 要 時(shí) ， 應(yīng) 在 彎 曲 應(yīng)力 較 大 區(qū) 格 的 受 壓 區(qū) 增 加 配 置 縱 向 加 勁 肋 （ 圖 4-12(b)、 (c)） 。 局 部 壓 應(yīng) 力 很 大 的 梁 ，必 要 時(shí) 尚 宜 在 受 壓 區(qū) 配 置 短 加 勁 肋 （ 圖 4-12(d)） ； 任 何 情 況 下 ， h0/tw均 不 應(yīng) 超 過 。 yw fth 235800 yw fth 2351700 yw fth 2351500 yf235250 以 上 敘 述 中 ， h0為 腹 板 計(jì) 算 高 度 ， tw為 腹 板 厚 度 。 對(duì) 焊 接 梁 h0等

56、 于 腹 板 計(jì) 算 高 度 ， 對(duì)鉚 接 梁 為 腹 板 與 上 、 下 翼 緣 連 接 鉚 釘 的 最 近 距 離 （ 圖 4-12） 。 對(duì) 單 軸 對(duì) 稱 梁 ， 第 款 中的 h 0應(yīng) 取 腹 板 受 壓 區(qū) 高 度 hc的 2倍 。 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.4.2腹 板 的 局 部 穩(wěn) 定 （ 續(xù) 1） 圖 4-12 腹 板 加 勁 肋 的 布 置 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.4.2腹 板 的 局 部 穩(wěn) 定 （ 續(xù) 2） 梁 的 支 座 處 和 上 冀 緣 受 有 較 大 固 定 集 中 荷 載 處 ， 宜 設(shè) 置 支 承 加 勁 肋 。 為 避 免 焊 接 后 的 不 對(duì) 稱

57、殘 余 應(yīng) 力 并 減 少 制 造 工 作 量 ， 焊 接 吊 車 梁 宜 盡 量 避 免 設(shè) 置 縱向 加 勁 肋 ， 尤 其 是 短 加 勁 肋 。 為 了 提 高 腹 板 的 穩(wěn) 定 性 ， 可 增 加 腹 板 的 厚 度 ， 也 可 設(shè) 置 腹 板 加 勁 肋 ， 后 一 措 施 往 往比 較 經(jīng) 濟(jì) 。 梁 的 加 勁 肋 和 翼 緣 使 腹 板 成 為 若 干 個(gè) 四 邊 支 承 的 矩 形 板 區(qū) 格 ， 這 些 區(qū) 格 一 般 受 有 彎曲 應(yīng) 力 、 剪 應(yīng) 力 以 及 局 部 壓 應(yīng) 力 的 作 用 。 在 彎 曲 應(yīng) 力 單 獨(dú) 作 用 下 ， 腹 板 的 失 穩(wěn) 形 式

58、 如 圖 4-13(a)所 示 ， 凸 凹 波 形 的 中 心 靠 近 其壓 應(yīng) 力 合 力 的 作 用 線 。 在 剪 應(yīng) 力 單 獨(dú) 作 用 下 ， 腹 板 在 45 方 向 產(chǎn) 生 主 應(yīng) 力 ， 主 拉 應(yīng) 力 和 主 壓 應(yīng) 力 數(shù) 值 上 都等 于 剪 應(yīng) 力 。 在 主 壓 應(yīng) 力 作 用 下 ， 腹 板 失 穩(wěn) 形 式 如 圖 4-13(b)所 示 ， 為 大 約 45 方 向 傾 斜 的 凸 凹 波 形 。 在 局 部 壓 應(yīng) 力 單 獨(dú) 作 用 下 ， 腹 板 的 失 穩(wěn) 形 式 如 圖 4-13(c)所 示 ， 產(chǎn) 生 一 個(gè) 靠 近 橫 向 壓應(yīng) 力 作 用 邊 緣 的

59、 鼓 曲 面 。 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.4.2腹 板 的 局 部 穩(wěn) 定 （ 續(xù) 3） 橫 向 加 勁 肋 主 要 防 止 由 剪 應(yīng) 力 和 局 部 壓 應(yīng) 力 可 能 引 起 的 腹 板 失 穩(wěn) 。 縱 向 加 勁 肋 主 要 防 止 由 彎 曲 壓 應(yīng) 力 可 能 引 起 的 腹 板 失 穩(wěn) 。 短 加 勁 肋 主 要 防 止 由 局 部 壓 應(yīng) 力 可 能 引 起 的 腹 板 失 穩(wěn) 。 計(jì) 算 時(shí) ， 先 布 置 加 勁 肋 ， 再 計(jì) 算 各 區(qū) 格 的 平 均 作 用 應(yīng) 力 和 相 應(yīng) 的 臨 界 應(yīng) 力 ， 使 其 滿 足 穩(wěn)定 條 件 。 若 不 滿 足 （ 不 足 或

60、 太 富 裕 ） ， 再 調(diào) 整 加 勁 肋 間 距 ， 重 新 計(jì) 算 ， 直 到 滿 足 為 止 。具 體 計(jì) 算 見 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 。 圖 4-13 梁 腹 板 的 失 穩(wěn) 形 式 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.4.3加 勁 肋 的 構(gòu) 造 和 截 面 尺 寸 (18講 2班 ) 焊 接 梁 的 加 勁 肋 一 般 采 用 鋼 板 制 成 ， 并 在 腹 扳 兩 側(cè) 成 對(duì) 布 置 （ 圖 4-14） ， 也 可 單 側(cè)布 置 。 但 支 承 加 勁 肋 不 應(yīng) 單 側(cè) 布 置 。 橫 向 加 勁 肋 的 間 距 a不 得 小 于 0.5h0， 也 不 得 大 2h0（ 對(duì) 無

61、 局 部 壓 應(yīng) 力 的 梁 ， 當(dāng) 時(shí) ， 可 采 用 2.5h0） 。 加 勁 肋 應(yīng) 有 足 夠 的 剛 度 才 能 作 為 腹 板 的 可 靠 支 承 ， 所 以 對(duì) 加 勁 肋 的 截 面 尺 寸 和 截 面慣 性 矩 應(yīng) 有 一 定 要 求 。 雙 側(cè) 布 置 的 鋼 板 橫 向 加 勁 肋 的 外 伸 寬 度 應(yīng) 滿 足 下 式 1000 wth mmhb s 40300 （ 4-23） 單 側(cè) 布 置 時(shí) ， 外 仲 寬 度 應(yīng) 比 上 式 增 大 20 。 加 勁 肋 的 厚 度 15ss bt （ 4-24） 當(dāng) 腹 扳 同 時(shí) 用 橫 向 加 勁 肋 和 縱 向 加 勁

62、肋 加 強(qiáng) 時(shí) ， 應(yīng) 在 其 相 交 處 切 斷 縱 向 加 勁 肋 而 使橫 向 加 勁 肋 保 持 連 續(xù) 。 此 時(shí) ， 橫 向 加 勁 肋 的 截 面 尺 寸 除 應(yīng) 符 合 上 述 規(guī) 定 外 ， 其 截 面 慣 性矩 （ 對(duì) z z軸 ， 圖 4-14） ， 尚 應(yīng) 滿 足 下 列 要 求 ： 303 wz thI （ 4-25） 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.4.3加 勁 肋 的 構(gòu) 造 和 截 面 尺 寸 （ 續(xù) 1） 圖 4-14 支 承 加 勁 肋 縱 向 加 勁 肋 的 截 面 慣 性 矩 ， 應(yīng) 滿 足 下 列 公 式 的 要 求 ： 當(dāng) a/h0 0.85時(shí) 305.1

63、 wy thI 當(dāng) a/h0 0.85時(shí) 3020045.05.2 wy thhahaI （ 4-27）（ 4-26） 對(duì) 于 大 型 梁 ， 可 采 用 以 肢尖 焊 于 腹 板 的 角 鋼 加 勁 肋 ， 其截 面 慣 性 矩 不 得 小 于 相 應(yīng) 鋼 板加 勁 肋 的 慣 性 矩 。 計(jì) 算 加 勁 肋截 面 慣 性 矩 的 y軸 和 z軸 ， 雙 側(cè)加 勁 肋 為 腹 板 軸 線 ， 單 側(cè) 加 勁肋 為 與 加 勁 肋 相 連 的 腹 板 邊 緣 。 為 了 避 免 焊 縫 交 叉 ， 減 小焊 接 應(yīng) 力 ， 在 加 勁 肋 端 部 應(yīng) 切 去 寬 約 bs/3高 約 bs/2的

64、 斜 角（ 圖 4-14） 。 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.4型 鋼 梁 的 設(shè) 計(jì) 型 鋼 梁 中 應(yīng) 用 最 廣 泛 的 是 工 字 鋼 和 H型 鋼 。 型 鋼 梁 腹 板 和 翼 緣 的 寬 厚 比 都 較 小 ， 局 部穩(wěn) 定 常 可 得 到 保 證 ， 不 需 進(jìn) 行 驗(yàn) 算 。 因 此 ， 型 鋼 梁 設(shè) 計(jì) 一 般 應(yīng) 滿 足 強(qiáng) 度 、 整 體 穩(wěn) 定 性 和剛 度 的 要 求 。 4.4.1單 向 彎 曲 的 型 鋼 梁 單 向 彎 曲 型 鋼 梁 的 設(shè) 計(jì) 比 較 簡 單 ， 下 面 以 普 通 工 字 鋼 梁 為 例 ， 簡 述 型 鋼 梁 的 設(shè) 計(jì) 步 驟 。 計(jì)

65、算 內(nèi) 力 根 據(jù) 已 知 梁 的 荷 載 設(shè) 計(jì) 值 計(jì) 算 梁 的 最 大 彎 矩 M x和 和 剪 力 V。 計(jì) 算 需 要 的 截 面 模 量 當(dāng) 梁 的 整 體 穩(wěn) 定 得 到 保 證 時(shí) ， 按 抗 彎 強(qiáng) 度 求 出 所 需 要 的 凈 截 面 模 量 fMW x xnx 當(dāng) 需 要 計(jì) 算 梁 的 整 體 穩(wěn) 定 時(shí) fMW b xx gx可 取 1.05， 根 據(jù) 計(jì) 算 的 截 面 模 量 查 型 鋼 表 選 用 合 適 的 型 鋼 。 抗 彎 強(qiáng) 度 驗(yàn) 算 按 式 （ 4-4） 計(jì) 算 ， Mx應(yīng) 包 括 所 選 型 鋼 梁 實(shí) 際 自 重 所 產(chǎn) 生 的 彎 矩 。

66、Wnx或 Wx應(yīng) 為 所 選用 型 鋼 實(shí) 際 的 截 面 模 量 。 4. 受 彎 構(gòu) 件 4.4.1單 向 彎 曲 的 型 鋼 梁 （ 續(xù) 1） 抗 剪 強(qiáng) 度 驗(yàn) 算 按 式 （ 4-7） 計(jì) 算 ， 或 采 用 近 似 方 法 ， 忽 略 翼 緣 板 的 作 用 ， 按 （ 4-28） 式 進(jìn) 行 驗(yàn) 算 vww fthV 5.1 （ 4-28） 局 部 承 壓 強(qiáng) 度 驗(yàn) 算 按 式 （ 4-8） 計(jì) 算 ； 若 驗(yàn) 算 不 滿 足 ， 對(duì) 于 固 定 集 中 荷 載 可 設(shè) 置 支 承 加 勁 肋 ， 對(duì) 于 移 動(dòng)集 中 荷 載 則 需 重 選 腹 板 較 厚 的 截 面 。 對(duì) 于 翼 緣 上 承 受 均 布 荷 載 的 梁 ， 因 腹 板 上 邊 緣 局 部 壓 應(yīng) 力 不 大 ， 一 般 都 忽 略 不 計(jì) ， 不需 進(jìn) 行 局 部 承 壓 強(qiáng) 度 的 驗(yàn) 算 。 折 算 應(yīng) 力 的 驗(yàn) 算 按 式 （ 4-9） 計(jì) 算 。 整 體 穩(wěn) 定 驗(yàn) 算 需 進(jìn) 行 整 體 穩(wěn) 定 計(jì) 算 的 梁 應(yīng) 進(jìn) 行 此 步 驟 。 剛 度 驗(yàn) 算 vw fItVS （ 4 7）