第5章3受弯构件ppt课件.ppt

5 6 5 6 1梁的截面选择 1型钢梁的截面选择 2组合梁的截面选择 包括 估算梁高 腹板厚度和翼缘尺寸 1 估算梁高 确定梁高需考虑的因素 建筑物高度 决定梁的最大高度hmax 影响梁之间的连接方式 刚度条件 决定梁的最小高度hmin 经济条件 满足其他条件下 用钢梁最少的高度 经济高度 2组合梁的截面选择 包括 估算梁高 腹板厚度和翼缘尺寸 1 估算梁高 根据上述条件确定合理梁高 介于最大梁高和最小梁高之间 最接近经济高度 承受均布荷载简支梁的最小高度 经济高度可采用经验公式计算 5 6梁的设计 5 6 1梁的截面选择 2组合梁的截面选择 包括 估算梁高 腹板厚度和翼缘尺寸 2 腹板尺寸 一般取腹板高度为50mm的倍数 根据抗剪强度 腹板厚度应满足 由抗剪强度算得的tw较小 按局部稳定和构造的要求 常用经验估算公式 5 6梁的设计 5 6 1梁的截面选择 2组合梁的截面选择 包括 估算梁高 腹板厚度和翼缘尺寸 2 腹板尺寸 一般取腹板高度为50mm的倍数 式中tw和hw的单位均为mm考虑钢板规格一般为2mm的倍数非吊车梁腹板厚度宜较计算值略小考虑腹板屈曲后强度的梁厚度可更小 但不得小于6mm 亦不宜使高厚比超过 5 6梁的设计 5 6 1梁的截面选择 2组合梁的截面选择 包括 估算梁高 腹板厚度和翼缘尺寸 3 翼缘尺寸 则翼缘惯性矩为 b 1 5 1 3 h 考虑钢板规格 宽度b取10mm倍数 厚度t取2mm的倍数 不小于8mm 5 6梁的设计 5 6 1梁的截面选择 5 6 2梁的验算 梁的验算包括 强度 刚度 整体稳定 对于组合截面还包括局部稳定 对于组合梁选截面时梁高大于hmin 可不必验算刚度 例题5 1 某建筑物采用如图所示的梁格布置 次梁间距2m 主梁间距6m 柱截面高0 5m 采用普通工字钢作为主次梁 梁上铺设钢筋混凝土预制板 并与主次梁有可靠的连接 能够保证其整体稳定 均布活荷载标准值为3kN m2 楼板自重标准值为3kN m2 主梁和次梁 主梁和柱子均采用构造为铰接的连接方法 次梁选用I25a 试设计边部主梁截面 5 6梁的设计 解 由题意知 边部主梁承受3m宽度范围的上部荷载作用 而次梁受2m宽度的平台荷载作用 次梁重量为 38 1 3 9 8 1 1kN Mmax 96 2kN 9 5m 2 48 1kN 1m 48 1kN 3m 265 6kN m 5 6梁的设计 按此查附录8 试采用I45a Ix 32241cm4 Wx 1433cm3 重量为80 4kg m 由此产生的跨中最大弯矩为 1 2 80 4 9 8 10 3kN m 9 52m2 8 10 7kN m 梁跨中最大弯矩处的应力为 标准值产生的最大弯矩为 5 6梁的设计 不满足要求 改选I50a Ix 464720m4 重量为93 6kg m 满足要求 活荷载也满足要求 5 6梁的设计 例题5 2 某跨度6m的简支梁承受均布荷载作用 作用在梁的上翼缘 其中永久荷载准值为20kN m 可变荷载标准值为25kN m 该梁拟采用Q235钢制成的焊接组合工字形面 试设计该梁 解 标准荷载 设计荷载 5 6梁的设计 因此取梁腹板高450mm 取腹板厚为 tw 8mm 故腹板采用 450 8的钢板 假设梁高为500mm 需要的净截面惯性矩为 5 6梁的设计 取b 150mm h0 3 t 23 1cm2 15cm 1 54cm 取t 18mm t b 26 5 8mm 翼缘选用 150 18 所选截面尺寸如图所示 截面惯性矩为 5 6梁的设计 强度验算 5 6梁的设计 剪应力 刚度不需验算 因为选腹板尺寸和梁高时已得到满足 整体稳定验算 5 6梁的设计 由附表3 1查得 5 6梁的设计 在跨中设置一道侧向支承点 则 局部稳定验算 满足局部稳定要求 5 6梁的设计 例题5 3 试设计例题5 2的支座的支承加劲肋 解 设计加劲肋成图所示形式 取bs 60mm ts 6mm 肋板为 60 6 加劲肋与腹板间的角焊缝计算 5 6梁的设计 验算平面外稳定 如图所示l0 h0 450mm 十字形截面 5 6梁的设计 肋板为 60 6 实际承压面积480mm2 不满足要求 肋板改为 60 8 实际承压面积640mm2 满足要求 5 6梁的设计 5 7实腹梁的构造设计 5 7 1翼缘与腹板连接焊缝设计 沿梁单位长度的水平剪力为 沿角焊缝有效截面上承受的剪应力不应超过角焊缝强度设计值 沿对翼缘受固定集中荷载处未设置支承加劲肋 或有移动集中荷载时 上翼缘和腹板间的连接焊缝除受沿焊缝长度方向的剪力Vh外 还承受垂直于焊缝长度方向的局部压力作用 5 7实腹梁的构造设计 5 7 1翼缘与腹板连接焊缝设计 5 7 2梁截面沿长度的改变 因梁弯距沿梁长度变化 那么梁截面随弯距而变化可节约钢材 跨度较小的梁不宜改变截面 沿单层翼缘板焊接梁改变截面时 宜改变翼缘板的宽度 不改变厚度 梁一般只改变一次截面 承受均布荷载的梁 截面改变位置在距支座1 6处最有利 较窄翼缘板宽度b1由截面开始改变处弯距M1确定且不宜小于120mm 宽板从截面开始改变处向弯距减小放以不大于1 4的斜度切斜延长与窄板对接 5 7实腹梁的构造设计 1 4 多层翼缘板的梁可用切断外层板改变梁截面 切断点通过计算确定 切断点外伸长度l1满足下列要求以保证被切断的翼缘板在理论切断处能正常参加工作 5 7 2梁截面沿长度的改变 5 7实腹梁的构造设计 端部有正面角焊缝 当hf 0 75t时 l1 b当hf 0 75t时 l1 1 5b 端部无正面角焊缝 l1 2b b和t分别为外层翼缘板的宽度和厚度 hf为侧面角焊缝和正面角焊缝的焊脚尺寸 5 7 2梁截面沿长度的改变 5 7实腹梁的构造设计 为降低梁的建筑高度 节约钢材 简支梁可在靠近支座处减小梁高度 而翼缘截面保持不变 梁端腹板高度应按抗剪强度计算确定 且不易小于跨中腹板高度的一半 h 2 5 7 2梁截面沿长度的改变 5 7实腹梁的构造设计 5 7 3梁的拼接 连接和支座 1梁的拼接 沿梁的拼接分工厂拼接和工地拼接两种 当钢材的供应长度不够或者为利用短材时在工厂中进行称为工厂拼接 梁的跨度较大 由于运输条件限制 可将梁在工厂中分段制造 运至现场后再进行拼接 称为工地拼接 型钢梁可采用对接焊缝拼接 有时采用拼接板拼接 拼接位置宜在内力较小处 一般设在l 3或l 4的位置 按拼接截面的弯矩和剪力的共同作用设计 5 7实腹梁的构造设计 1梁的拼接 组合梁工厂拼接翼缘和腹板拼接位置应该错开并用直对接焊缝连接 腹板拼接焊缝与横向加劲肋之间的距离应大于10tw 对接焊缝施焊时宜加引弧板 并采用1级或2级焊缝 与构件等强 10tw 5 7 3梁的拼接 连接和支座 5 7实腹梁的构造设计 1梁的拼接 组合梁工地拼接应使翼缘和腹板基本上同一截面处断开 以便分段运输 或略微错开 但运输中需对突出部分特别保护 上下翼缘拼接边缘均做成向上开口的V形坡口 为减少焊缝收缩应力 将翼缘焊缝留一段工地施焊 并注明适宜的施焊顺序 5 7 3梁的拼接 连接和支座 5 7实腹梁的构造设计 1梁的拼接 较重要或承受动力荷载的大型梁 其工地拼接宜采用高强度螺栓 腹板对拼接板接头的计算 翼缘拼接板及其连接承受内力N1为翼缘板的最大承载力 N1 Afn f 腹板拼接板及其连接主要承受梁截面上的全部剪力V 以及按刚度分配到腹板上的弯距Mw M Iw I的共同作用 5 7 3梁的拼接 连接和支座 5 7实腹梁的构造设计 2次梁与主梁的连接 次梁和主梁的连接有铰接和刚接两种 铰接 次梁按简支梁或连续梁计算 但在连接节点处只传递次梁的竖向支座反力 刚接 次梁按连续梁计算 连接节点除传递次梁的竖向支座反力外 还能同时传递次梁的端弯矩 次梁和主梁的连接形式按其连接相对位置的不同 可分为平接和叠接两种 次梁和主梁的铰接可采用平接 也可采用叠接 而刚接常采用平接形式 5 7 3梁的拼接 连接和支座 5 7实腹梁的构造设计 2次梁与主梁的连接 铰接 叠接 5 7 3梁的拼接 连接和支座 5 7实腹梁的构造设计 2次梁与主梁的连接 铰接 平接 5 7 3梁的拼接 连接和支座 5 7实腹梁的构造设计 2次梁与主梁的连接 刚接 平接 5 7 3梁的拼接 连接和支座 5 7实腹梁的构造设计 3梁的支座