《大學(xué)本科鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課件 第5章受彎構(gòu)件2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《大學(xué)本科鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課件 第5章受彎構(gòu)件2（81頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第 五 章 5-3 5-3 受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定一、整體失穩(wěn)的概念一、整體失穩(wěn)的概念側(cè)向彎曲，伴隨扭轉(zhuǎn)側(cè)向彎曲，伴隨扭轉(zhuǎn)出平面彎扭屈曲出平面彎扭屈曲 。MyzMxMzM強(qiáng)度強(qiáng)度-彎曲彎曲失穩(wěn)失穩(wěn)彎曲彎曲+扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)原因：原因： 受壓翼緣應(yīng)力達(dá)臨應(yīng)力，受壓翼緣應(yīng)力達(dá)臨應(yīng)力，其弱軸為其弱軸為 1 -11 -1軸，但由于有軸，但由于有腹板作連續(xù)支承，（下翼緣和腹板作連續(xù)支承，（下翼緣和腹板下部均受拉，可以提供穩(wěn)腹板下部均受拉，可以提供穩(wěn)定的支承），只有繞定的支承），只有繞y y軸屈曲，軸屈曲，側(cè)向屈曲后，彎矩平面不再和側(cè)向屈曲后，彎矩平面不再和截面的剪切中心重合，必然產(chǎn)截面的剪切中心

2、重合，必然產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。生扭轉(zhuǎn)。XXYY11XXYY 梁維持其穩(wěn)定平衡狀態(tài)所承擔(dān)的最大荷載或最大彎梁維持其穩(wěn)定平衡狀態(tài)所承擔(dān)的最大荷載或最大彎矩，稱為矩，稱為臨界荷載臨界荷載或或臨界彎矩臨界彎矩。二、梁的臨界彎矩二、梁的臨界彎矩Mcr建立建立 1. 臨界彎矩計算方法 （靜力法） 靜力法即靜力平衡法，也稱中性平衡，此法是求解臨界荷載的最基本方法。對第一類彈性穩(wěn)定問題，在分支點存在兩個臨近的平衡狀態(tài)：原始直線平衡狀態(tài)和產(chǎn)生了微小彎曲變形的平衡狀態(tài)。靜力法就是根據(jù)已發(fā)生了微小彎曲變形后結(jié)構(gòu)的受力條件建立平衡微分方程，而后解出臨界荷載。 （1 1）彎矩作用在最大剛度平面，屈曲時鋼梁處于彈性）彎矩作用在最大

3、剛度平面，屈曲時鋼梁處于彈性 階段；階段；（2 2）梁端為夾支座（只能繞）梁端為夾支座（只能繞x x軸，軸，y y軸轉(zhuǎn)動，不能繞軸轉(zhuǎn)動，不能繞z z軸軸 轉(zhuǎn)動，只能自由撓曲，不能扭轉(zhuǎn)）；轉(zhuǎn)動，只能自由撓曲，不能扭轉(zhuǎn)）；（3 3）梁變形后，力偶矩與原來的方向平行）梁變形后，力偶矩與原來的方向平行( (即小變形即小變形) )。 2基本假定基本假定MMZY3.3.純彎曲梁的臨界彎矩純彎曲梁的臨界彎矩XZMXZZdzdudzduMMu圖圖 2 2MXXYYXYYMuv圖圖 3 3YYZZdzdvv圖圖 1 1z 在在yzyz平面內(nèi)為梁在最大剛度平面內(nèi)彎曲，平面內(nèi)為梁在最大剛度平面內(nèi)彎曲，其彎矩的平衡方

4、程為：其彎矩的平衡方程為：)(22aMdzvdEIxYZZdzdvvz圖圖 4 4YYXMM在在x z x z 平面內(nèi)為梁的側(cè)向彎曲，其彎矩的平衡平面內(nèi)為梁的側(cè)向彎曲，其彎矩的平衡方程為：方程為：)(22bMdzudEIyzXXZZdzdudzduMMu圖圖 2 2M由于梁端部夾支，中部任意由于梁端部夾支，中部任意截面扭轉(zhuǎn)時，縱向纖維發(fā)生截面扭轉(zhuǎn)時，縱向纖維發(fā)生了彎曲，屬于約束扭轉(zhuǎn)，其了彎曲，屬于約束扭轉(zhuǎn)，其扭轉(zhuǎn)的微分方程為扭轉(zhuǎn)的微分方程為)(Mu cGIEItwMXXYYXYYMuv圖圖 3 3)(22aMdzvdEIx )(22bMdzudEIy )(Mu cGIEItw將將(c)(c)再

5、微分一次，并利用再微分一次，并利用(b)(b)消去消去 得到只有未知得到只有未知數(shù)數(shù) 的彎扭屈曲微分方程的彎扭屈曲微分方程: : u )(02 dEIMGIEIytw 梁側(cè)扭轉(zhuǎn)角為正弦曲線分布，即：梁側(cè)扭轉(zhuǎn)角為正弦曲線分布，即：LzC sin 代入代入（d d）式中，得：）式中，得：)(0sin222eLzCEIMLGILEIytw 使上式在任何使上式在任何 z z 值都成立，則方括號中的數(shù)值必為零，值都成立，則方括號中的數(shù)值必為零，即：即：0222 ytwEIMLGILEI 上式中的上式中的M M即為該梁的臨界彎矩即為該梁的臨界彎矩M McrcrlGIEIlGIEIGIEIlMtwtwtwc

6、r 221稱為梁的側(cè)向屈曲系數(shù)，對于雙軸對稱工字形截面稱為梁的側(cè)向屈曲系數(shù)，對于雙軸對稱工字形截面I Iw w=I=Iy y(h/2)(h/2)2 24.4.單軸對稱截面工字形單軸對稱截面工字形截面梁的臨界彎矩截面梁的臨界彎矩S-S-為剪切中心為剪切中心aSyoh1h2OXY單軸對稱截面單軸對稱截面圖圖 4 4 其 中 wtywyyycrEIGIlIIBaBalEIM22232322211 022)(21ydAyxyIBAxy （參見鐵木辛柯參見鐵木辛柯“彈性穩(wěn)定理論彈性穩(wěn)定理論”一書）一書）aSyoh1h2OXYI 1I 2yIhIhIy22110 剪切中心坐標(biāo)剪切中心坐標(biāo)系數(shù)系數(shù)321 值

7、值荷荷 載載 類類 型型跨中點集中荷載跨中點集中荷載滿跨均布荷載滿跨均布荷載純彎曲純彎曲1 2 3 1.351.351.131.131.01.00.550.550.460.460.00.00.400.400.530.531.01.0三、影響梁整體穩(wěn)定的主要因素三、影響梁整體穩(wěn)定的主要因素1tycrlGIEIM1、荷載種類、荷載種類荷載情況荷載情況值值MMM 21 10113. 1 2 .10135. 1 74.19 .12135.1 44.19 .11113.1 荷載作用于形心荷載作用于形心荷載作用于上、下翼緣荷載作用于上、下翼緣“”用用于荷載作于荷載作用在上翼用在上翼緣；緣；“”用用于荷載作

8、于荷載作用在下翼用在下翼緣緣. .說明說明2、荷載作用位置、荷載作用位置3、側(cè)向抗彎剛度、側(cè)向抗彎剛度4、抗扭剛度、抗扭剛度5、受壓翼緣側(cè)向支撐點間的距離、受壓翼緣側(cè)向支撐點間的距離6、梁的支撐情況、梁的支撐情況4. .增加梁兩端的約束提高其穩(wěn)定承載力。增加梁兩端的約束提高其穩(wěn)定承載力。四、提高梁整體穩(wěn)定性的主要措施四、提高梁整體穩(wěn)定性的主要措施1.1.增加受壓翼緣的寬度；增加受壓翼緣的寬度； 2. 2.在受壓翼緣設(shè)置側(cè)向支撐。在受壓翼緣設(shè)置側(cè)向支撐。3.3.當(dāng)梁跨內(nèi)無法設(shè)置側(cè)向支撐時，宜采用閉當(dāng)梁跨內(nèi)無法設(shè)置側(cè)向支撐時，宜采用閉合的箱型截面。合的箱型截面。五、梁的整體穩(wěn)定計算五、梁的整體穩(wěn)定

9、計算1.1.不需要計算整體穩(wěn)定的條件不需要計算整體穩(wěn)定的條件1)1)、有鋪板、有鋪板( (各種鋼筋混凝土板和鋼板各種鋼筋混凝土板和鋼板) )密鋪在梁的受密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連、能阻止其發(fā)生側(cè)向位移；壓翼緣上并與其牢固相連、能阻止其發(fā)生側(cè)向位移；2)2)H H型鋼或等截面工字形簡支梁受壓翼緣的自由長度型鋼或等截面工字形簡支梁受壓翼緣的自由長度l l1 1與其寬度與其寬度b b1 1之比不超過下表規(guī)定時；之比不超過下表規(guī)定時；12.015.09.5Q42012.515.510.0Q39013.016.510.5Q34516.020.013.0Q235荷載作用在荷載作用在下翼緣下翼緣荷載

10、作用在荷載作用在上翼緣上翼緣跨中受壓翼緣有側(cè)向支跨中受壓翼緣有側(cè)向支承點的梁承點的梁,不論荷載作用不論荷載作用在何處在何處跨中無側(cè)向支承點的梁跨中無側(cè)向支承點的梁 l l1 1/ /b b1 1 條件條件 鋼號鋼號3）對于箱形截面簡支梁，其截面尺寸滿足：）對于箱形截面簡支梁，其截面尺寸滿足：可不計算整體穩(wěn)定性?？刹挥嬎阏w穩(wěn)定性。 yfblbh23595, 6010 b bb b0 0t t1 1h h0 0t tw wt tw wt t2 2b b1 1b b2 2h h2、整體穩(wěn)定計算、整體穩(wěn)定計算 當(dāng)截面僅作用當(dāng)截面僅作用Mx時：時：（1）不滿足以上條件時，按下式計算梁的整體穩(wěn)定性：）不

11、滿足以上條件時，按下式計算梁的整體穩(wěn)定性：穩(wěn)穩(wěn)定定系系數(shù)數(shù)。材材料料分分項項系系數(shù)數(shù)；式式中中即即： ycrbRxbxbRyycrRcrxxffWMfffWM )125(任意橫向荷載作用下：任意橫向荷載作用下： A、軋制、軋制H H型鋼或焊接等截面工字形簡支梁型鋼或焊接等截面工字形簡支梁取取值值見見規(guī)規(guī)范范。單單軸軸對對稱稱截截面面雙雙軸軸對對稱稱時時截截面面不不對對稱稱影影響響系系數(shù)數(shù)，受受壓壓翼翼緣緣的的厚厚度度；梁梁高高，；等等效效臨臨界界彎彎矩矩系系數(shù)數(shù)；式式中中bbbyybybyxybbthilfhtWAh 0)135(2354 . 41432011212 （2）穩(wěn)定系數(shù)的計算）穩(wěn)定

12、系數(shù)的計算 B、軋制普通、軋制普通工字形簡支梁工字形簡支梁C、其他截面的穩(wěn)定系數(shù)計算祥見規(guī)范。、其他截面的穩(wěn)定系數(shù)計算祥見規(guī)范。u 上述穩(wěn)定系數(shù)是按彈性理論得到的，當(dāng)時梁已上述穩(wěn)定系數(shù)是按彈性理論得到的，當(dāng)時梁已經(jīng)進(jìn)入彈塑性工作狀態(tài)，整體穩(wěn)定臨界彎矩值經(jīng)進(jìn)入彈塑性工作狀態(tài)，整體穩(wěn)定臨界彎矩值 顯著降低，因此應(yīng)對穩(wěn)定系數(shù)加以修正，即：顯著降低，因此應(yīng)對穩(wěn)定系數(shù)加以修正，即：可可查查表表得得到到。b 6 . 0 b ，其其中中：代代替替，穩(wěn)穩(wěn)定定計計算算時時應(yīng)應(yīng)以以當(dāng)當(dāng)bbb 6 . 0bb 282.007.1 當(dāng)截面同時作用當(dāng)截面同時作用Mx 、 My時：時： 規(guī)范給出了一經(jīng)驗公式：規(guī)范給出了一

13、經(jīng)驗公式：)135 ( fWMWMyyyxbx強(qiáng)強(qiáng)度度公公式式的的一一致致性性。影影響響和和保保持持與與而而是是為為了了降降低低后后一一項項的的塑塑性性階階段段，軸軸以以進(jìn)進(jìn)入入但但并并不不表表示示沿沿取取值值同同塑塑性性發(fā)發(fā)展展系系數(shù)數(shù)，yy n例2、設(shè)計平臺梁格，梁格尺寸如圖。若平臺鋪板不與次梁連牢，鋼材為Q235，假定次梁的截面為窄翼緣H型鋼，規(guī)格為HN496199914。驗算該次梁。43000=120005-4 梁的局部穩(wěn)定二、受壓翼緣的局部穩(wěn)定二、受壓翼緣的局部穩(wěn)定一、梁的局部失穩(wěn)概念一、梁的局部失穩(wěn)概念 當(dāng)荷載達(dá)到某一值時，梁的腹板和受壓翼緣將不當(dāng)荷載達(dá)到某一值時，梁的腹板和受壓翼

14、緣將不能保持平衡狀態(tài)，發(fā)生出平面波形鼓曲，稱為梁的局能保持平衡狀態(tài)，發(fā)生出平面波形鼓曲，稱為梁的局部失穩(wěn)部失穩(wěn) 梁的受壓翼緣可近似視為：一單向均勻受壓薄板，梁的受壓翼緣可近似視為：一單向均勻受壓薄板，其臨界應(yīng)力為：其臨界應(yīng)力為：其其余余符符號號同同前前。彈彈性性模模量量折折減減系系數(shù)數(shù)；板板邊邊緣緣的的彈彈性性約約束束系系數(shù)數(shù)屈屈曲曲系系數(shù)數(shù)；式式中中：;)1(12222 btEcr將將 E =206E =206X10103 3 N/mmN/mm2 2，=0.3=0.3代入上式，得：代入上式，得：2100618 bt.cr 22100953.310025.00 .1425.0618 btbt.

15、cr由由 條件，得：條件，得：ycrf yftb23513 0 .1 并視受壓翼緣懸伸部分，為三邊簡支，且板長趨于無并視受壓翼緣懸伸部分，為三邊簡支，且板長趨于無窮大，故窮大，故=0.425；不考慮腹板對翼緣的約束作用，；不考慮腹板對翼緣的約束作用， ，令，令=0.25，則，則：因此，規(guī)范規(guī)定不發(fā)生局部失穩(wěn)的板件寬厚比：強(qiáng)度計算考慮截面塑性發(fā)展時：強(qiáng)度計算考慮截面塑性發(fā)展時：強(qiáng)度計算不考慮截面塑性發(fā)展（強(qiáng)度計算不考慮截面塑性發(fā)展（x x=1.0=1.0）時：）時：對于箱形截面受壓翼緣在兩腹板（或腹板與縱向加對于箱形截面受壓翼緣在兩腹板（或腹板與縱向加勁肋）間的無支承寬度勁肋）間的無支承寬度b0

16、與其厚度的比值應(yīng)滿足：與其厚度的比值應(yīng)滿足：yftb23513 yftb23515 yftb235400 t tb bb b0 0t th h0 0t tw wb bt tb bb b0 0t th h0 0t tw w三、腹板的局部穩(wěn)定三、腹板的局部穩(wěn)定 x x x xmaxmaxV VmaxM Mmax（一）加勁肋的設(shè)置（一）加勁肋的設(shè)置縱向加勁肋縱向加勁肋橫向加勁肋橫向加勁肋1.1.純彎屈曲純彎屈曲20100618 ht.wcr即：即：提高臨界應(yīng)力的有提高臨界應(yīng)力的有效辦法：設(shè)縱向加效辦法：設(shè)縱向加勁肋。勁肋。由非均勻受壓薄板的屈由非均勻受壓薄板的屈曲理論，得：曲理論，得：對于腹板不設(shè)縱

17、向加勁肋時，若保證其彎曲應(yīng)力下的局對于腹板不設(shè)縱向加勁肋時，若保證其彎曲應(yīng)力下的局部穩(wěn)定應(yīng)使：部穩(wěn)定應(yīng)使：ycrf 2022)1(12 htEwcr yfht 20wcr)100(6 .18 即：即：腹板不會發(fā)生彎曲屈曲，否則在受壓區(qū)設(shè)設(shè)縱向加勁肋腹板不會發(fā)生彎曲屈曲，否則在受壓區(qū)設(shè)設(shè)縱向加勁肋。ywywfthfth23515323517700 和和，得得：受受約約束束和和未未受受約約束束分分別別相相當(dāng)當(dāng)于于梁梁受受壓壓翼翼緣緣和和，)(23.166.19 .23 規(guī)范取：規(guī)范?。簽椴辉O(shè)縱向加勁肋限值。為不設(shè)縱向加勁肋限值。ywywfthfth23515023517000 和和2.2.純剪屈曲

18、純剪屈曲222)1(12 dtEwcr 彈性階段臨界應(yīng)力：彈性階段臨界應(yīng)力：hoa ahd,min0 式中：式中：2100618 dt.wcr 即即：腹板就不會由于剪切屈曲而破壞否則應(yīng)設(shè)橫向加勁肋。腹板就不會由于剪切屈曲而破壞否則應(yīng)設(shè)橫向加勁肋。 規(guī)范?。阂?guī)范?。簓wfth235800 為不設(shè)橫向加勁肋限值。為不設(shè)橫向加勁肋限值。若不發(fā)生剪切屈曲，則應(yīng)使：3yvycrff ywfth235850 ，得得：，取取25.134.50 ha彈塑性階段臨界應(yīng)力，取經(jīng)驗公式：彈塑性階段臨界應(yīng)力，取經(jīng)驗公式：crpcr vypf8 . 0 ，取取剪剪切切比比例例極極限限不不考考慮慮殘殘余余應(yīng)應(yīng)力力的的影影

19、響響3.3.局部壓應(yīng)力下的屈曲局部壓應(yīng)力下的屈曲20100618 ht.wc,cr若在局部壓應(yīng)力下不發(fā)生局部失穩(wěn)，應(yīng)滿足：若在局部壓應(yīng)力下不發(fā)生局部失穩(wěn)，應(yīng)滿足：yc,crf 腹板在局部壓應(yīng)力下不會發(fā)生屈曲。腹板在局部壓應(yīng)力下不會發(fā)生屈曲。crc , hoa規(guī)范取：規(guī)范?。簓wfth235800 ywfth235840 ，得：，得：，時，時，當(dāng)當(dāng)683. 1275. 520 ha綜上所述，梁腹板加勁肋設(shè)置如下綜上所述，梁腹板加勁肋設(shè)置如下：直接承受動力荷載的實腹梁：直接承受動力荷載的實腹梁：時時，可可不不配配置置加加勁勁肋肋；當(dāng)當(dāng)；時時，按按構(gòu)構(gòu)造造配配置置加加勁勁肋肋當(dāng)當(dāng)，0023580)1

20、(0 ccywfth 肋肋，其其中中：，按按計計算算配配置置橫橫向向加加勁勁ywfth23580)2(0 ,2351700時時）受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)受受約約束束（當(dāng)當(dāng) ywfth或或計計算算需需要要束束）（受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)未未受受約約當(dāng)當(dāng)ywfth2351500 應(yīng)在彎曲受壓較大區(qū)格，加配縱向加勁肋。應(yīng)在彎曲受壓較大區(qū)格，加配縱向加勁肋。；任任何何情情況況下下，ywfth235250)3(0 以上公式中以上公式中h h0 0為腹板的計算高度，為腹板的計算高度，t tw w為腹板厚度；為腹板厚度；對于單軸對稱截面梁，對于單軸對稱截面梁，在確定是否配置縱向加勁肋時，在確定是否配置縱向加

21、勁肋時，h h0 0取腹板受壓區(qū)高度取腹板受壓區(qū)高度h hc c的的2 2倍。倍。(4) (4) 梁的支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處，宜梁的支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處，宜 設(shè)置支承加勁肋。設(shè)置支承加勁肋。（二）配置加勁肋的腹板穩(wěn)定計算（二）配置加勁肋的腹板穩(wěn)定計算1.1.僅用橫向加勁肋加強(qiáng)的腹板僅用橫向加勁肋加強(qiáng)的腹板)145(12,2 crcrcccr h h0 0a ahoa式中式中: 計算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板計算高度邊緣的彎曲壓計算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板計算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力；應(yīng)力； -計算區(qū)格，平均剪力作用下，腹板截面剪應(yīng)力；計算區(qū)格，平均剪力作用下，腹板截

22、面剪應(yīng)力； 腹板計算高度邊緣的局部壓應(yīng)力，計算時取腹板計算高度邊緣的局部壓應(yīng)力，計算時取=1.0=1.0。wwthV 引入通用高厚比引入通用高厚比的的實實用用表表達(dá)達(dá)式式如如下下：。單單獨獨作作用用下下的的臨臨界界應(yīng)應(yīng)力力crccrcrccrccrcr, crybf 2bycrf 在彈性范圍可取在彈性范圍可取:21 .1bcrf 的的計計算算）（cr 12351772,104 . 71206ywcbwcrbfthht 則則：受受到到約約束束時時：）當(dāng)當(dāng)梁梁的的受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的的計計算算公公式式：未未受受到到約約束束時時：）當(dāng)當(dāng)梁梁的的受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)2如如圖圖：的的曲曲線線，

23、則則性性上上起起點點為為彈彈塑塑影影響響，取取；考考慮慮缺缺陷陷的的時時，對對于于無無缺缺陷陷板板，當(dāng)當(dāng)crbycrbAf 85. 0 1 0.85 1.0 1.25 bcrf fy yf fA AB B2byf 0。，雙雙軸軸對對稱稱截截面面梁梁腹腹板板彎彎曲曲受受壓壓區(qū)區(qū)高高度度式式中中：02hhhcc 2351532105 . 5206ywcbwcrfthht ，則則： 21 . 1 :25. 185. 075. 01 :25. 185. 0 :85. 0bcrbbcrbcrbfff 時時當(dāng)當(dāng)時時當(dāng)當(dāng)時時當(dāng)當(dāng)取取值值如如下下：點點采采用用直直線線過過渡渡，所所以以、，取取界界點點點點為為

24、彈彈性性和和彈彈塑塑性性的的分分crbBAAB 25. 1 0.85 1.0 1.25 bcrf fy yf fA AB B2byf 0引入通用高厚比引入通用高厚比crvysf 的的計計算算）（cr 2 23534. 5441,34. 541023301200202030ywbwcrsfhathhtahha 則則：時時：）當(dāng)當(dāng)?shù)牡挠嬘嬎闼愎绞剑?235434. 541,434. 51023312200202030ywbwcrfhathhtahha 則則：時時：）當(dāng)當(dāng)?shù)牡娜∪≈抵担褐敝本€線，則則塑塑性性的的交交點點，過過渡渡段段取取為為彈彈性性與與彈彈的的上上起起點點，為為取取crsvycr

25、sf 2 . 18 . 0 vcrsf 時時，當(dāng)當(dāng)8 . 0 vscrsf)8 . 0(59. 01,2 . 18 . 0 時時當(dāng)當(dāng)221 .1,2 .1svsvycrsff 時時當(dāng)當(dāng) 計計算算如如下下：所所以以，取取時時當(dāng)當(dāng)時時，取取當(dāng)當(dāng)coohahahaha 03059 .18, 25 . 183. 14 .139 .105 . 15 . 0 引入通用高厚比引入通用高厚比crcycf, 的的計計算算）（crc ,3 23528101860203ywcwcrcfthht ，則則：由由， 23583. 14 .139 .1028:5 . 15 . 030yowocfhathha 時時當(dāng)當(dāng) 2,

26、1 .1,2 .1)9 .0(79.01,2 .19 .0,9 .0ccrccccrcccrccfff 時時當(dāng)當(dāng)時時當(dāng)當(dāng)時時當(dāng)當(dāng)?shù)牡娜∪≈抵担褐敝本€線，則則塑塑性性的的交交點點，過過渡渡段段取取為為彈彈性性與與彈彈的的上上起起點點，為為取取crccycrccf,2 . 19 . 0 23559 .1828: 25 .10yowocfhathha 時時當(dāng)當(dāng)2.2.同時設(shè)置橫向和縱向加勁肋的腹板同時設(shè)置橫向和縱向加勁肋的腹板h1ah hh h（1 1）受壓區(qū)區(qū)格）受壓區(qū)區(qū)格 ：)155(12121,1 crcrcccr ：的的實實用用計計算算表表達(dá)達(dá)式式如如下下1,11,crccrcr 高高度度受

27、受壓壓邊邊緣緣的的距距離離?？v縱向向加加勁勁肋肋至至腹腹板板計計算算未未受受到到約約束束時時：、當(dāng)當(dāng)梁梁的的受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)受受到到約約束束時時：、當(dāng)當(dāng)梁梁的的受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)代代替替：改改為為公公式式計計算算，但但應(yīng)應(yīng)將將按按） 111111123564235751hfthbfthaywbywbbbcrcr ;2101代代替替改改為為公公式式計計算算，但但應(yīng)應(yīng)將將按按）hhcrcr 23540235563111111,ywcywccbcrcrcfthbftha 未未受受到到束束時時：、當(dāng)當(dāng)梁梁的的受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)受受到到約約束束時時：、當(dāng)當(dāng)梁梁的的受受壓壓翼翼緣緣扭扭

28、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)代代替替：改改為為公公式式計計算算，但但應(yīng)應(yīng)將將按按）)165(1222,2222 crcrcccr (2)(2)下區(qū)格下區(qū)格 ：ah hh hh2式中式中: 計算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板縱向加勁肋處的彎曲計算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板縱向加勁肋處的彎曲 壓應(yīng)力；壓應(yīng)力；腹板在縱向加勁肋處的局部壓應(yīng)力，取腹板在縱向加勁肋處的局部壓應(yīng)力，取 計算同前。計算同前。cc 3 . 02 ：的的實實用用計計算算表表達(dá)達(dá)式式如如下下2,22,crccrcr 高度受拉邊緣的距離。高度受拉邊緣的距離?？v向加勁肋至腹板計算縱向加勁肋至腹板計算代替：代替：改為改為公式計算，但應(yīng)將公式計算，但應(yīng)將按按） 22

29、2222351941hfthywbbbcrcr ;2202代代替替改改為為公公式式計計算算，但但應(yīng)應(yīng)將將按按）hhcrcr 2,2:32220,2, hahahhcrCcrc取取時時當(dāng)當(dāng)代替代替改為改為公式計算，但應(yīng)將公式計算，但應(yīng)將按按） ( () )受壓翼緣和縱向加勁肋間設(shè)有短加勁肋的區(qū)格板受壓翼緣和縱向加勁肋間設(shè)有短加勁肋的區(qū)格板ah hh ha a1 1h1)175(12121,1 crcrcccr 式中：式中： 、c c 、-計算同前；計算同前；：的的實實用用計計算算表表達(dá)達(dá)式式如如下下1,11,crccrcr ;11公公式式計計算算按按）crcr 111111111111,5 .

30、04 . 012 . 123573235872 . 13hahaftabftaahaywcywccbcrcrc 時時：上上式式右右側(cè)側(cè)乘乘以以當(dāng)當(dāng)未未受受到到束束時時：、當(dāng)當(dāng)梁梁的的受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)受受到到約約束束時時：、當(dāng)當(dāng)梁梁的的受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時時：當(dāng)當(dāng)代代替替：改改為為公公式式計計算算，但但應(yīng)應(yīng)將將按按） ;21101代代替替、改改為為、公公式式計計算算，但但應(yīng)應(yīng)將將按按）ahahcrcr ( (四）加勁肋的構(gòu)造和截面尺寸四）加勁肋的構(gòu)造和截面尺寸1 1加勁肋布置加勁肋布置宜成對布置，對于靜力荷載下的梁可單側(cè)布置。宜成對布置，對于靜力荷載下的梁可單側(cè)布置。橫向加勁肋的間

31、距橫向加勁肋的間距a a應(yīng)滿足：應(yīng)滿足：0025 . 0hah (1)(1)僅設(shè)置橫向加勁肋時僅設(shè)置橫向加勁肋時2.2.加勁肋的截面尺寸加勁肋的截面尺寸100, 00 wcth 當(dāng)當(dāng) 時時,005 . 25 . 0hah 縱向加勁肋至腹板計算高度邊緣的距離應(yīng)在縱向加勁肋至腹板計算高度邊緣的距離應(yīng)在: :范范圍圍內(nèi)內(nèi)。25 .2cchh40mm300 hbs橫向加勁肋的寬度：橫向加勁肋的寬度：15ssbt 橫向加勁肋的厚度：橫向加勁肋的厚度：單側(cè)布置時，外伸寬度增加單側(cè)布置時，外伸寬度增加2020。 (2) (2)同時設(shè)置橫向、縱向加勁肋時，除滿足以上要求外：同時設(shè)置橫向、縱向加勁肋時，除滿足以

32、上要求外：303wssz3)2(121wthtbtI 橫向加勁肋應(yīng)滿足橫向加勁肋應(yīng)滿足: :縱向加勁肋應(yīng)滿足縱向加勁肋應(yīng)滿足: :3w02000)(0.452.5(,85. 0/thhahaIhay 3w00.51,85. 0/thIhay ( (五）支承加勁肋計五）支承加勁肋計算算)185 (cec ceefAF 1.1.端面承壓端面承壓A Acece-加勁肋端面實際承壓面積加勁肋端面實際承壓面積; ;f fcece-鋼材承壓強(qiáng)度設(shè)計值。鋼材承壓強(qiáng)度設(shè)計值。CCCCC50-100tho2/sb3/sb2t3.3.支承加勁肋與腹板的連接焊縫，應(yīng)按承受全部集中支承加勁肋與腹板的連接焊縫，應(yīng)按承受

33、全部集中力或支座反力，計算時假定應(yīng)力沿焊縫長度均勻分布。力或支座反力，計算時假定應(yīng)力沿焊縫長度均勻分布。2.2.加勁肋應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件驗算其垂直于腹板方向的加勁肋應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件驗算其垂直于腹板方向的整體穩(wěn)定，截面為十字形截面，取加勁肋每側(cè)腹板長整體穩(wěn)定，截面為十字形截面，取加勁肋每側(cè)腹板長度為度為 及加勁肋及加勁肋, , 作為計算截面面積。作為計算截面面積。ywftC/23515 fAF 4.4.支承加勁肋與翼緣的連接焊縫，應(yīng)按傳力情況進(jìn)行連支承加勁肋與翼緣的連接焊縫，應(yīng)按傳力情況進(jìn)行連接焊縫計算。接焊縫計算。5-5 型鋼梁的設(shè)計一、設(shè)計原則一、設(shè)計原則 強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、剛度要求、局壓承載力

34、強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、剛度要求、局壓承載力 局部穩(wěn)定一般均滿足要求。局部穩(wěn)定一般均滿足要求。二、設(shè)計步驟二、設(shè)計步驟 （一）單向彎曲型鋼梁（一）單向彎曲型鋼梁 以工字型鋼為例以工字型鋼為例 1、梁的內(nèi)力求解：、梁的內(nèi)力求解： 設(shè)計荷載下的最大設(shè)計荷載下的最大Mx 及及V（不含自重）。（不含自重）。 2、W Wnxnx求解：求解：)05. 1( 可可取取fMWxxnx 選取適當(dāng)?shù)男弯摻孛妫媒孛鎱?shù)。選取適當(dāng)?shù)男弯摻孛?，得截面參?shù)。3、彎曲正應(yīng)力驗算：、彎曲正應(yīng)力驗算： 求得設(shè)計荷載及其自重作用下的，截面最大設(shè)計內(nèi)求得設(shè)計荷載及其自重作用下的，截面最大設(shè)計內(nèi)力力Mx和和V4、最大剪力驗算、最大剪力驗算

35、5、整體穩(wěn)定驗算、整體穩(wěn)定驗算6、局壓驗算、局壓驗算7、剛度驗算、剛度驗算fWMnxxx vftISV wmax fltF zwc fWMxbx （二）雙向彎曲型鋼梁（二）雙向彎曲型鋼梁 以工字型鋼為例以工字型鋼為例 1、梁的內(nèi)力求解：、梁的內(nèi)力求解： 設(shè)計荷載下的最大設(shè)計荷載下的最大Mx 、V （不含自重）和（不含自重）和My 。 2、Wnxnx可由強(qiáng)度初估：可由強(qiáng)度初估： 選取適當(dāng)?shù)男弯摻孛?，得截面參?shù)。選取適當(dāng)?shù)男弯摻孛?，得截面參?shù)。 3、抗彎強(qiáng)度驗算：、抗彎強(qiáng)度驗算： 求得設(shè)計內(nèi)力求得設(shè)計內(nèi)力Mx、V （含自重）和（含自重）和My 經(jīng)經(jīng)驗驗系系數(shù)數(shù)。 fMMfMWWMWxyxxynyn

36、xyxxnx14、最大剪力驗算、最大剪力驗算5、整體穩(wěn)定驗算、整體穩(wěn)定驗算6、局壓驗算、局壓驗算7、剛度驗算、剛度驗算fWMWMnyyynxxx vftISV wmax fltF zwc fWMWMyyyxbx 5-6 5-6 組合梁的設(shè)計組合梁的設(shè)計一、截面選擇一、截面選擇 原則：強(qiáng)度、穩(wěn)定、剛度、經(jīng)濟(jì)性等要求原則：強(qiáng)度、穩(wěn)定、剛度、經(jīng)濟(jì)性等要求1 1、截面高度、截面高度（1 1）容許最大高度）容許最大高度h hmaxmax凈空要求；凈空要求；（2 2）容許最小高度）容許最小高度h hminmin 由剛度條件確定，以簡支梁為例：由剛度條件確定，以簡支梁為例：。可可近近似似取取荷荷載載平平均均

37、分分項項系系數(shù)數(shù)，取取3 . 1 sksf EhlhEWlMEIMlEIlqkxkxkxk4810481048538452224 TTlEfhEhfl 2min23 .148103 .14810 （3 3）梁的經(jīng)濟(jì)高度）梁的經(jīng)濟(jì)高度h he e 經(jīng)驗公式：經(jīng)驗公式：。吊吊車車梁梁有有橫橫向向荷荷載載時時：；否否則則截截面面無無削削弱弱時時：系系數(shù)數(shù)式式中中：單單位位或或9 . 07 . 0)29 . 085. 0)1)(307234 . 0 xxxxexefMWcmWhWh2、腹板高度腹板高度h hw w 因翼緣厚度較大，可取因翼緣厚度較大，可取h hw w比比h h稍小，滿足稍小，滿足505

38、0的模數(shù)。的模數(shù)。3、腹板厚度腹板厚度t tw w 由抗剪強(qiáng)度確定：由抗剪強(qiáng)度確定： 一般按上式求出的一般按上式求出的tw較小，可按經(jīng)驗公式計算：較小，可按經(jīng)驗公式計算： 構(gòu)造要求：構(gòu)造要求：4、翼緣尺寸確定：、翼緣尺寸確定： 由由W Wx x及腹板截面面積確定：及腹板截面面積確定：綜上所述，梁的高度應(yīng)滿足：綜上所述，梁的高度應(yīng)滿足：ehhhhh 且且maxminvwwfhVtmax2 . 1):(115 . 3cmhthtwwww單單位位或或 ywwfthmmt23525060 且且一般一般b bf f以以10mm10mm為模數(shù)，為模數(shù)， t t以以2mm2mm為模數(shù)。為模數(shù)。確定確定b b

39、f f 、t t尚應(yīng)考慮板材的規(guī)格及局部穩(wěn)定要求。尚應(yīng)考慮板材的規(guī)格及局部穩(wěn)定要求。21322121 htbhtIfwwxb bf fh hw wh h1 1h htt tw wxxhhtbhhthIWfwwxx213612 6621wwwxfwfwwxwhthWtbthbhtWhhh 取?。?。，代代入入上上式式得得另另，一一般般有有：thbhf5 . 26 二、截面驗算二、截面驗算 截面確定后，求得截面幾何參數(shù)截面確定后，求得截面幾何參數(shù)I Ix x W Wx x I Iy y W Wy y 等。等。1、強(qiáng)度驗算：抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、局壓強(qiáng)度、折、強(qiáng)度驗算：抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、局壓強(qiáng)度、折

40、算應(yīng)力；算應(yīng)力；2、整體穩(wěn)定驗算；、整體穩(wěn)定驗算；3、局部穩(wěn)定驗算，對于腹板一般通過加勁肋來保證、局部穩(wěn)定驗算，對于腹板一般通過加勁肋來保證4、剛度驗算；、剛度驗算；5、動荷載作用，必要時尚應(yīng)進(jìn)行疲勞驗算。、動荷載作用，必要時尚應(yīng)進(jìn)行疲勞驗算。三、組合梁截面沿長度的改變?nèi)?、組合梁截面沿長度的改變 一般來講，截面一般來講，截面M M沿沿l l改變，為節(jié)約鋼材，將改變，為節(jié)約鋼材，將M M較較小區(qū)段的梁截面減小，截面的改變有兩種方式：小區(qū)段的梁截面減小，截面的改變有兩種方式：1 1、改變翼緣板截面、改變翼緣板截面（1 1）單層翼緣板，一般改變）單層翼緣板，一般改變b bf f，而，而t t不變，做

41、法如圖：不變，做法如圖：b bf fb bf f12.5（a）（b）l lll/6/6ll/6/6M M1 1M M1 1M M （2 2）多層翼緣板，可采用切斷外層翼緣板的方法，斷）多層翼緣板，可采用切斷外層翼緣板的方法，斷 點計算確定，做法如圖：點計算確定，做法如圖： 為了保證，斷點處能正常工作，實際斷點外伸長為了保證，斷點處能正常工作，實際斷點外伸長度度l l1 1應(yīng)滿足：應(yīng)滿足：l lM M1 1M M1 1l l1 1l l1 1 1）端部有正面角焊縫時：）端部有正面角焊縫時： 當(dāng)當(dāng)h hf f 0.750.75t t1 1時：時： l l1 1 b b1 1當(dāng)當(dāng)h hf f 0.7

42、5 0.75t t1 1時：時： l l1 1 1.51.5b b1 1 2）端部無正面角焊縫時：）端部無正面角焊縫時：l l1 1 22b b1 1 b b1 1 、t t1 1-外層翼緣板的寬度和厚度；外層翼緣板的寬度和厚度；h hf f - -焊腳尺寸。焊腳尺寸。l lM M1 1M M1 1l l1 1l l1 12 2、改變梁高、改變梁高 具體做法如圖：具體做法如圖：h hh h/2/2h hh h/2/2抵緊抵緊焊接焊接l l/6/6 l l/5/5四、焊接組合梁翼緣焊縫計算四、焊接組合梁翼緣焊縫計算單位長度上的剪力單位長度上的剪力V1：積積矩矩；翼翼緣緣截截面面對對中中和和軸軸的

43、的面面式式中中： 11111)195(SIVSttIVStVxwwxw 且且滿滿足足構(gòu)構(gòu)造造要要求求。wfxfwfxffffIVShfIhVShV4 . 14 . 17 . 02111 當(dāng)有集中力作用而又未設(shè)加勁肋時，應(yīng)進(jìn)行折算應(yīng)當(dāng)有集中力作用而又未設(shè)加勁肋時，應(yīng)進(jìn)行折算應(yīng)力計算：力計算：)205(4 . 12zz lhFlhFfef 得得：由由wfffff 22 2124 .11 xzfwffIVSlFfh wfxffzffIhVSlhF 2124 . 14 . 1 5-7 梁的拼接、連接和支座一、梁的拼接一、梁的拼接1 1、型鋼梁的拼接：、型鋼梁的拼接：2 2、組合梁的拼接：、組合梁的拼接

44、：1010t tw w 500500 5005001234 4551245345拼接處對接焊縫不能與基本拼接處對接焊縫不能與基本 金屬等強(qiáng)時金屬等強(qiáng)時, ,受拉翼緣焊縫受拉翼緣焊縫 應(yīng)計算確定；應(yīng)計算確定；翼緣拼接板的內(nèi)力應(yīng)按下式翼緣拼接板的內(nèi)力應(yīng)按下式 計算計算: : N N1 1= =A Afnfnf f A Afnfn-被拼接翼緣板凈截面面積被拼接翼緣板凈截面面積。腹板拼接板及其連接承擔(dān)的內(nèi)力為：腹板拼接板及其連接承擔(dān)的內(nèi)力為： 1）拼接截面處的全部剪力）拼接截面處的全部剪力v； 2）按剛度分配到腹板上的彎矩）按剛度分配到腹板上的彎矩Mw： 梁截面慣性矩。梁截面慣性矩。腹板截面慣性矩；腹

45、板截面慣性矩； IIIIMMwww二、主、次梁的連接二、主、次梁的連接1 1、主次梁不等高連接、主次梁不等高連接2 2、主次梁等高連接、主次梁等高連接三、梁的支座三、梁的支座支于砌體或混凝土上的支座有三種形式：支于砌體或混凝土上的支座有三種形式：R平板支座平板支座鉸軸式支座鉸軸式支座支支座座墊墊板板的的長長和和寬寬；、支支承承材材料料的的承承壓壓強(qiáng)強(qiáng)度度；支支座座反反力力；：支支座座板板截截面面面面積積 bafRfRbaAAccb弧形支座弧形支座r 為了防止弧形支座的弧形墊塊和滾軸支座的滾軸被劈為了防止弧形支座的弧形墊塊和滾軸支座的滾軸被劈裂，其圓弧面與鋼板接觸面的承壓力，應(yīng)滿足：裂，其圓弧面與鋼板接觸面的承壓力，應(yīng)滿足：br。座座滾滾軸軸個個數(shù)數(shù)，對對于于弧弧形形支支的的接接觸觸長長度度；弧弧形形表表面面或或滾滾軸軸與與平平板板滾滾軸軸支支座座的的滾滾軸軸直直徑徑；倍倍或或的的弧弧形形支支座座板板表表面面半半徑徑式式中中：112)3(401 nnabrrdEndaV 鉸軸式支座的圓柱形樞軸，當(dāng)接觸面中心角鉸軸式支座的圓柱形樞軸，當(dāng)接觸面中心角9090o o時，其承壓應(yīng)力應(yīng)滿足：時，其承壓應(yīng)力應(yīng)滿足：樞樞軸軸縱縱向向接接觸觸長長度度。樞樞軸軸直直徑徑；式式中中： ldfdlR)215(2 構(gòu)造要求構(gòu)造要求