钢结构课程设计1.ppt

1、腹板屈曲后强度利用 在进行刚架梁、柱构件的截面设计时，为了节省钢材，允许腹板发生局部屈曲，并利用其屈曲后强度。门式刚架的构件剪应力最大处往往弯曲正应力也最大，翼缘对腹板没有约束作用，工字形截面构件腹板的受剪板幅，当腹板的高度变化不超过60mmm时，其抗剪承载力设计值可按下列公式计算： （1）,式中 fv -钢材的抗剪强度设计值； f v 腹板屈曲后抗剪强度设计值； hw -腹板板幅的平均高度； w-参数公式（2）进行计算。 式中 a-腹板横向加劲肋的间距； k-腹板在纯剪切荷载作用下的屈曲系数。当不设中间加劲肋时k=5.34。,（2） 腹板的有效宽度： 当工字形截面梁、柱构件的腹板受弯及受压板幅利用屈曲后强度时，应按有效宽度计算其截面几何特性。有效宽度取为： 当腹板全部受压时 he =hw (a) 当腹板部分受拉时，受拉区全部有效，受压区有效宽度为 he =hc (b) 式中 he腹板受压区有效宽度； 有效宽度系数，按下列公式进行计算：,当08时 =1 当0812时 =064-024(-12) 式中与板件受弯、受压有关的参数，按下式计算。 （3）,式中 板件在正应力作用下的屈曲系数。 （4）,=2l为腹板边缘正应力比值，以压为正，拉为负， 1-1；,当腹板边缘最大应力1f 时，计算时可用R1代替(3)式中的fy ，R为抗力分项系数，对Q235钢材，R =1.087；对 Q345钢材，R =1.111。为简单起见，可统一取R =1.1。,2、 刚架梁、柱构件的强度计算 1)工字形截面受弯构件在剪力V和弯矩M共同作用下的强度应符合下列要求：,当V 0.5Vd时 M Me 当0.5Vd V Vd时,当截面为双轴对称时 Mf = Af(hw+t)f 式中 Mf两翼缘所承担的弯矩； We构件有效截面最大受压纤维的截面模量； Me构件有效截面所承担的弯矩，Me=Wef； Af构件翼缘的截面面积； Vd腹板抗剪承载力设计值。,2)工字形截面受弯构件在剪力V、弯矩M和轴力N共同作用下的强度应符合下列要求： （5）,式中 Ae 有效截面面积； MNf兼承压力时两翼缘所能承受的弯矩。,3、刚架柱整体稳定计算 1）变截面柱在刚架平面内的整体稳定按下列公式计算： （6）,式中 N0小头的轴线压力设计值； M1大头的弯矩设计值； Ae0小头的有效截面面积； We1大头有效截面最大受压纤维的截面模量； x杆件轴心受压稳定系数，按楔形柱确定其计算长度，取小头截面的回转半径，由GB 50017规范查得； mx等效弯矩系数。由于轻型门式刚架都属于有侧移失稳，故mx=10； NEx0参数，计算时回转半径i0以小头截面为准。 （7） 当柱的最大弯矩不出现在大头时，M1和We1，分别取最大弯矩和该弯矩所在截面的有效截面模量。,2）变截面柱在刚架平面内的计算长度 截面高度呈线形变化的柱，在刚架平面内的计算长度应取为h0=h，式中h为柱的几何高度，为计算长度系数 可由下列三种方法之一确定: 第一种方法适合于手算，主要用于柱脚铰接的对称刚架（查表发）； 第二种方法普遍适用于各种情况，并且适合上机计算； 第三种方法则要求有二阶分析的计算程序。,(A)柱脚铰接单跨刚架楔形柱的可由表1-2查得。表中系数相当于把GB 50018规范附表A3.2的系数乘以 ,0.85是考虑柱脚实际上有一定转动约束， 则是将数值换算成以小头为准,A查表法,上表中和式中 Ic0、Ic1分别为柱小头和柱大头的截面惯性 矩； Ib0梁最小截面的惯性矩； s半跨斜梁长度； 斜梁换算长度系数当梁为等截面时 =1。,柱的线刚度K1和梁的线刚度K2分别按下列公式计算： （8） （9）,4、变截面柱在刚架平面外的整体稳定计算 变截面柱的平面外整体稳定应分段按下式计算： （10） 式中 y轴心受压构件弯矩作用平面外的稳定系数，以小 头为准，按GB 50017规范的规定采用，计算长度 取侧向支承点的距离。若各段线刚度差别较大， 确定计算长度时可考虑各段间的相互约束； N0所计算构件段小头截面的轴向压力； M1所计算构件段大头截面的弯矩； t等效弯矩系数，按下列公式确定： 对端弯矩为零的区段 对两端弯曲应力基本相等的区段t=1.0 NEx0在刚架平面内以小头为准的柱参数；,A0、h0、Wx0、t0分别为构件小头的截面面积、截面高度、 截面模量和受压翼缘截面厚度； Af受压翼缘截面面积； iy0受压翼缘与受压区腹板1