钢结构第五章受弯构件

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1、单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,*,第5章 受弯构件,,一、目的与要求,,掌握受弯构件计算的特点及适用范围，能够熟练地进行一般,,受弯构件的截面设计及验算。,,二、主要内容及学时分配,,,§5-1,受弯构件的形式和应用,,§5-2,梁的强度和刚度,,§5-3,梁的整体稳定和支撑,,§5-4,梁的局部稳定和腹板加肋设计,,§5-5,考虑腹板屈服后强度的梁设计特点,,§5-6,型钢梁的设计,,§5-7,组合梁的设计,,§5-8,梁的拼接、连接和支座,,§5-9,其他类型的梁,,三、教学方法与教学手段,,课堂电化教学与模型教学相

2、结合,,四、习题课,,,,,§5-1 受弯构件的形式和应用,,一、梁的类型 普通工字钢,单角钢,,热轧型钢梁 槽钢,H形钢,图5-1,,型钢梁 槽钢,,冷弯薄壁型钢 Z形钢梁

3、 焊接组合梁 焊接Z字形、T形钢、箱形梁,,铆接组合梁,,组合梁 异种组合梁,图5-2,,钢与砼组合梁,,

4、截面沿长度变化 等截面梁,,变截面梁,,简支梁,,支承情况 悬臂梁,,连续梁,,受力情况 单向受弯梁,,双向受弯梁,,二、应用,,工作平台梁、楼盖梁、墙架梁、吊车梁、柃条,,,,返回,,,,,,,,图5－1 梁的截面类型,,,§5-2,,梁的强度和刚度,,一、梁的强度,,双轴对称工字型梁在荷载作用下的四个工作阶段：,,1、弹性工作阶段（直承动力以最外纤维应力达 作为承载能力极限状态）,,2、弹塑性工作阶段（静力或间动为状态）,,3、塑性工作阶段（超静定梁）,,4、应变硬化工作阶段,,二、梁的强度计算公式,,1、承受静力或间接承受动力荷载：,,（

5、1）单向弯曲：,,,（5-4）,,（2）双向弯曲：,,,,（5-5）,,双轴对称工字型：　=1.05 =1.2,,箱形： = =1.05 其他截面 表5-1,,限制条件：,,,,13 15 时取 =1.0,,,2、直接承受动力荷载：,,= =1.0,,3、不直接承受动力荷载固端梁、连续梁,,塑性铰：

6、 (5-6),,,（二）梁的抗剪强度,,= （5-7）,,,（三）梁的局部承压强度,,（5-8）,,,（6-9）,重级：1.35 其他：1.0,,截面塑性发展系数γx、γy值,,,图5.8 梁的局部压应力,,（四）梁的折算应力,,（,腹板计算高度边缘处）,,,,,,,,,,焊接组合梁：,,三,,三、梁的刚度,,1、梁的挠度计算基本公式 （5－11）,,2、等截面简支梁,,（5－12）,,

7、,3、变截面简支梁,,,（5－13）,,,,,,,§ 5-3 梁的整体稳定和支撑,,一、丧失整体稳定的现象,,达某一值，梁将突然发生侧向弯曲和扭转，并丧失继续承载的能力，弯扭屈曲。（,图5-17,）,,二、基本原理,,临界弯矩的求法,,,,,,三个微分方程,,梁的整体失稳,,,返回,,由边界条件：,,z=1 z=0 ,,,,,(5-24),,,,通用计算式:,,,,,,,,,（5-25）,,,,三、整体稳定系数,,,,（1）若厚,,则,,,（2）对于不同 则,,,,（3）一般计算式,,,,——等效弯矩系数附表3-1P135,,——截面不对称影响系

8、数,,双轴对称工字型：,,加强受压翼缘工字型：,,加强受拉翼缘工字型：,,,当 时梁进入弹塑性阶段，,,轧制普通工字钢 查附3－2,,,四、 的近似计算,,当 且受均布弯矩作用,,1、工字形,,双轴对称： （5-31）,,,,单轴对称： （5-32）,,2、T形,,弯矩使翼缘受压

9、时,,双角钢组成T形： （5-33）,,,,钢板组成T形： （5-34）,,,,弯矩使翼缘受拉时：,,（5-35）,,（5-31）～（5-35）已考虑非弹性屈曲， 不需换算,,五,、整体稳定性的保证,,1、有铺板（钢筋砼板和钢板）密铺在梁的受压翼缘上并与起牢固的连接．,,２、工字形受压翼缘自由长度 与其宽度 之比不超过,,表5-3规定P157。,,3、箱形简支

10、梁 且 不超过规定,,整体稳定性验算公式：,,单向弯曲： （5-36）,,,双向弯曲： （5-37）,,返回,,,,§5,,-4　梁的局部稳定和腹板加肋设计,,（一）翼缘板的局部稳定,,1、一般情况(弹性）：,,,2、超静定梁按塑性设计：,,,3、允许出现部分塑性：,,箱形梁：,,,,b,0,/,t,≤40,,,b,0/,t,≤40,,梁局部失稳,

11、,,（二）、,腹板的局部稳定计算,,,,,,,,,,,加劲肋的类型,,,,,一、加劲肋的形成,,1、横向加劲肋,,2、纵向加劲肋,,3、短向加劲肋,,4、支承加劲肋,,二、腹板加劲肋配置规定,,1、 ， 可不配置加劲肋,,,,2、 ，按构造配置横向加劲肋,,,,3、 当 ，按计算配置横向加劲肋,,,,4、当 ，按计算配置横

12、向与纵向加劲肋或短向加劲肋,,5、梁支座处和上翼缘有固定较大集中力处，设支承加劲肋。,,6、按塑性设计超静定梁，则应满足 。,,（一）、 仅配置横向加劲肋的腹板,,,（5－52）,,――,所计算腹板区格内，由平均弯矩产生的腹板计算高度边缘的弯曲压应力；,,,――所计算腹板区格内，由平均剪力产生的腹板平均剪应力，应按 计算；,,――腹板计算高度边缘的局部压应力，应按式(5－8)进行计算，但取式中,,＝1.0。,,、 、 ――各种应力单独作用下的临界应力。,,,（2）,,,,（3）,,,,（二

13、）同时配置横向和纵向加劲肋的腹板,,①受压翼缘与纵向加劲肋之间的区格：,（5－59）,②受拉翼缘与纵向加劲肋之间的区格。,,（5－62）,,,,§5 -5　加劲肋的构造要求,,一、腹板加劲肋的构造要求,,1、两侧成队配置钢板横向加劲肋，截面尺寸：,,外伸宽度：,,,厚：,,2、一侧配钢板加劲肋：,,,,3、同时用横向与纵向加劲肋时，相交处将纵向断开，横向保持连续，横向加,,劲肋尺寸应满足：,,纵向绕y 轴　：,,,,,,4、型钢加劲肋，,,5、为减少焊接应力，横向端部切去宽 高,,,二、支承加劲肋的计算,,1、稳定性计算,,,,,A——加劲肋和加劲肋每侧15

14、 内腹板面积，计算长度,,2、承压强度计算,,,,,3、加劲肋与腹板连接焊缝计算,,,,,,,,,返回,,,,§ 5-6 型钢梁的设计,一、型钢梁的设计步骤,,,,,,,,,,,,,,,,,设支承加劲肋,,重选腹板,,,,,,,,,,,§5-7 组合梁的设计,图5.28 组合梁的截面尺寸,,续表:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,一、梁截面沿长度变化,,1、沿长度方向改变形式： 变高度梁,,变宽度梁,,鱼腹式梁,,变高度梁： 梁端部高度,,弯折点距梁端,,,单层变宽度梁：改变处距梁端,,截面改变处以 斜角,,双层变宽度梁

15、：当切断翼缘板端部有正面焊缝时,,,,,,,切断 端部无正面焊缝时；取,,,例5-4,,,,二、焊接梁翼缘焊缝的计算,,单层 ：单位长度上水平剪力,,,,焊脚,,,,梁 上承受移动集中荷载或固定集中荷载 而未设支承加劲肋：,,,,,,,,,,,,,返回,,5-8 梁的拼接、连接和支座,一、梁的拼接方法,,1、工厂拼接：,图6-64,,2、工地拼接：,图6-65,,（1）翼缘拼接：,,,,,,（2）腹板拼接：,,,,,,二、次梁与主梁的连接,,1 叠接,,2 平接,,,二,、,主次梁连接应注意的问题,,1、安全可靠、符合结构计算简图,,2、经济合理

16、、省料省工,,3、便于制造、运输、安装和维护,,,三、主次梁连接的形式,,1、叠接（层接） 次梁为简支梁,,次梁为连续梁,,,2、侧面连接 连续梁,,简支梁,,,四、梁的支座,,,,,,返回,,,5-9 其他类型的梁,1 蜂窝梁,,将H型钢沿腹板的折线切割成的两部分,齿尖对齿尖地焊合后,旧新成一个腹板有孔洞的工字形梁,这种梁称之为蜂窝梁.,,,,,,,,,,,2 异中种纲组合梁,,对于菏载和跨度较大的钢梁,当梁的截面由抗弯强度控制时,可以将主要承受剪力且常有富余的腹板选用强度较低的钢材,这种梁为组合梁.,,3 预应力钢梁,,4 钢与混凝土组合梁,返回,,,,,,,,,,腹板加劲肋的布置,返回,,图6-59,返回,,图6-64 组合梁的工厂连接,返回,,,图6-65 组合梁的工地拼接,返回,,翼缘水平剪力,,