钢结构第五章受弯构件.ppt

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 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 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51 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： （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： (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x、y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 （511） 2、等截面简支梁 （512） 3、变截面简支梁 （513）, 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32,四、 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 、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：,b0/t40,b0/t40,梁局部失稳,（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,（552）,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(58)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）同时配置横向和纵向加劲肋的腹板 受压翼缘与纵向加劲肋之间的区格：,（559）,受拉翼缘与纵向加劲肋之间的区格。,（562）,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 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 ：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、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