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 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 1315时取 1 0 2 直接承受动力荷载 1 03 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 5 11 2 等截面简支梁 5 12 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 1z 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 t 40 b0 t 40 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 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 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 5 59 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6 642 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较大的钢