钢结构_第五章

1、MSE 120 - 19995.1 梁的类型和梁的布置5.1.1 概述MSE 120 - 19995.1.2 梁的类型MSE 120 - 1999MSE 120 - 1999MSE 120 - 1999MSE 120 - 19995.1.3 梁格布置 MSE 120 - 1999主梁次梁主梁纵向次梁横向次梁主梁MSE 120 - 19995.1.4 主次梁的连接 MSE 120 - 1999MSE 120 - 19995.2 受弯构件的强度和刚度 5.2.1 弯曲强度 ynxxfWMMSE 120 - 1999MSE 120 - 1999ffWMRynxxx/fWMWMnyyynxxxMSE

2、120 - 1999MSE 120 - 19995.2.1.2 抗剪强度 MSE 120 - 1999ItVSMSE 120 - 1999VfmaxMSE 120 - 19995.1.2.3 局部压应力 MSE 120 - 1999MSE 120 - 1999fltFzwcMSE 120 - 1999 Ryzhhal25bhalyz5 . 2MSE 120 - 1999MSE 120 - 19995.2.1.4 折算应力 MSE 120 - 1999fccz122231yIMnxMSE 120 - 19995.2.2 梁的刚度 vv MSE 120 - 1999受弯构件最大挠度计算：受弯构件最

3、大挠度计算：简支梁在简支梁在均布荷载均布荷载作用下作用下:EIlqwk43845简支梁在简支梁在集中集中荷载荷载作用下作用下:EIlPwk3481悬臂悬臂梁在梁在均布荷载均布荷载作用下作用下:EIlqwk481悬臂悬臂梁在梁在集中集中荷载荷载作用下作用下:EIlPwk331MSE 120 - 1999一、受弯构件整体稳定临界弯矩一、受弯构件整体稳定临界弯矩McrfWMnxxxEIlqwk43845强度强度刚度刚度为提高为提高强度和刚度强度和刚度Wnx和和Inx尽可能大尽可能大梁截面尽量梁截面尽量高、宽高、宽太高太宽又太高太宽又会引起会引起失稳失稳5.3 受弯构件整体稳定受弯构件整体稳定MSE

4、120 - 1999MSE 120 - 1999（1）当荷载较小时，偶有干扰，发生侧向弯曲和扭转，）当荷载较小时，偶有干扰，发生侧向弯曲和扭转， 干扰撤去，变形恢复，干扰撤去，变形恢复，梁是整体稳定的。梁是整体稳定的。（2）当荷载增大，超过某一数值（临界值），有侧向）当荷载增大，超过某一数值（临界值），有侧向 干扰引起干扰引起侧向弯曲和扭转侧向弯曲和扭转，这时候，撤去干扰也不，这时候，撤去干扰也不 能恢复变形，能恢复变形，梁是不稳定的。梁是不稳定的。受弯构件整体稳定受弯构件整体稳定1、受弯构件整体失稳现象、受弯构件整体失稳现象MSE 120 - 1999受弯构件整体稳定受弯构件整体稳定整体失稳

5、原因分析：整体失稳原因分析：M上翼缘受压上翼缘受压下翼缘受拉下翼缘受拉腹板阻止上翼缘腹板阻止上翼缘绕绕x-x轴屈曲轴屈曲带动整个截面带动整个截面绕绕y-y轴屈曲轴屈曲问题问题受弯构件弯扭失稳与轴心受压构件有何区别？受弯构件弯扭失稳与轴心受压构件有何区别？MSE 120 - 19995.3.1 梁整体稳定的概念 MSE 120 - 19995.3.2 梁整体稳定的保证 MSE 120 - 1999MSE 120 - 1999不需验算整体稳定的情况bMSE 120 - 1999MSE 120 - 1999MSE 120 - 19995.3.3 梁的整体稳定实用算法 cryxcrbxRyRfMfWf

6、fWMxbxycrycrbMMfMSE 120 - 1999yyxybfhtWAh235)4 . 4(14320212bbbbbMSE 120 - 1999) 12(8 . 0bb12bb0bybyxybbfhtWAh235)4 . 4(14320212MSE 120 - 1999ybfhlbt 23557016 . 0b0 . 1282. 007. 1bbbbbMSE 120 - 1999fWMWMyyyxbxbMSE 120 - 1999受弯构件整体稳定受弯构件整体稳定 【 例例】受弯构件整体稳定验算受弯构件整体稳定验算 焊接工字形等截面简支梁，跨度焊接工字形等截面简支梁，跨度15m15m

7、，在距两端支，在距两端支座座5m5m处分别支承一根次梁，由次梁传来集中荷载（设计处分别支承一根次梁，由次梁传来集中荷载（设计值）值） ， 钢材为钢材为Q235Q235钢，试验算其整体稳定性。钢，试验算其整体稳定性。kNF180MSE 120 - 1999受弯构件整体稳定受弯构件整体稳定ml51yfbl235165 .43115500011mkNq76. 12 . 185. 710)214. 04 . 21 . 012(mkNM5 .9491576. 18151802【解解】 1 1、判断是否需要验算整体稳定、判断是否需要验算整体稳定 次梁可作为梁侧向支承，故梁受压翼缘自由长度次梁可作为梁侧向支

8、承，故梁受压翼缘自由长度,2 2、受力分析、受力分析 梁自重设计值：梁自重设计值：梁跨中最大弯矩为：梁跨中最大弯矩为：应验算整体稳定。应验算整体稳定。MSE 120 - 1999受弯构件整体稳定受弯构件整体稳定218720120010142402mmA433226000012240142mmIy363780006143916000000mmWxmmiy5 .411872322600005 .1205 .4150001yyil74. 0235235440005 .12007. 12354400007. 122yybf432391600000012120010607142402mmIx3 3、计算

9、截面特性、计算截面特性MSE 120 - 1999受弯构件整体稳定受弯构件整体稳定2262152 .201637800074. 0105 .949mmNfmmNWMxb4 4、验算整体稳定、验算整体稳定 因此梁整体稳定性能保证。因此梁整体稳定性能保证。 MSE 120 - 19995.4 梁板件的局部稳定和腹板加劲肋设计 MSE 120 - 1999一、概述一、概述为提高强度和刚度，腹板宜高为提高强度和刚度，腹板宜高为提高整体稳定性，翼缘宜宽为提高整体稳定性，翼缘宜宽较宽较薄较宽较薄轧制型钢不需局部稳定验算，组合截面应验算局部稳定。轧制型钢不需局部稳定验算，组合截面应验算局部稳定。受压翼缘屈曲

10、腹板屈曲受弯构件局部稳定受弯构件局部稳定MSE 120 - 1999受弯构件局部稳定受弯构件局部稳定MSE 120 - 19995.4.1 矩形薄板的屈曲 MSE 120 - 1999022222224422444ywNyxwNxwNywyxwxwDyxyxMSE 120 - 1999)1 (1223EtDMSE 120 - 199902224422444xwNywyxwxwDx11sinsinmnmnbynaxmAwMSE 120 - 19992222mbanambbDNxcr22222bDkmbaambbDNxcr2mbaambkMSE 120 - 1999224bDNxcrMSE 120

11、 - 1999222)1 (12btEkcr42222106 .18)1 (12btkbtEkcrMSE 120 - 1999MSE 120 - 19995.4.2 梁受压翼缘板的局部稳定ycrfbtk42106 .18EEt/MSE 120 - 1999yftb235400MSE 120 - 19992425. 0abkyftb23513yftb23515MSE 120 - 19995.5.3 梁腹板的局部稳定MSE 120 - 199942106 .18btkWcrMSE 120 - 1999MSE 120 - 1999crVysf/3/yVyff23541/0ywsfkthMSE 120

12、 - 199922/1 . 1/sVsVycrff2 . 1sMSE 120 - 1999MSE 120 - 1999Vwfth2358 .75/0ywfth235800MSE 120 - 1999MSE 120 - 1999MSE 120 - 1999MSE 120 - 199942010445htwcr42010738htwcr42010547htwcrMSE 120 - 1999ywfth2351770ywfth2351530MSE 120 - 1999受压翼缘扭转未受约束受压翼缘扭转受约束 235153/ 235177/00ywywcrybfthfthfMSE 120 - 199923

13、5177/2ywcbfth235153/2ywcbfthMSE 120 - 1999MSE 120 - 1999420106 .18htkWccrah0255. 081. 1MSE 120 - 1999ywfth23584/0ywfth23580/0MSE 120 - 1999MSE 120 - 19991)()(22ccrccrcrMSE 120 - 1999MSE 120 - 1999 1)()(21211crccrccrMSE 120 - 1999MSE 120 - 1999MSE 120 - 19992111)5 . 04 . 0/(1haMSE 120 - 19991)()(2,22

14、2222crcccrcr235194/22yWbfthMSE 120 - 19995.4.2 腹板加劲肋的布置与设计 腹板加劲肋的布置要求 MSE 120 - 1999承受静力荷载的梁宜考虑腹板屈曲后强度，仅承受静力荷载的梁宜考虑腹板屈曲后强度，仅配支承加劲肋不能满足要求时应设置中间横向配支承加劲肋不能满足要求时应设置中间横向加劲肋。加劲肋。 MSE 120 - 1999ywfth/23580/00c0cywfth/23580/0ywfth/235170/0ywfth/235150/0MSE 120 - 1999MSE 120 - 1999MSE 120 - 19995.4.3 加劲肋的构造要

15、求 mmhbs4030015ssbt MSE 120 - 1999MSE 120 - 1999303wzthI MSE 120 - 1999MSE 120 - 19995.4.4 支承加劲肋的计算 ywft/23515MSE 120 - 1999FthVNwwcrusMSE 120 - 19995.5 考虑腹板的屈曲后强度的梁设计 5.5.1 薄板的屈曲后强度 MSE 120 - 1999MSE 120 - 1999MSE 120 - 1999MSE 120 - 19995.6.2 梁腹板受剪屈曲后强度 MSE 120 - 1999tcruVVVcrwcrwcrAthV0sincos0ahS)

16、sin2sin2(sin)sincos(200ahtahtVwtwttMSE 120 - 1999ahtg/202sin21cos)sin(atatTwtwtf2000)/(11212sin21/haAthahTVwtwtftMSE 120 - 1999)(33/crvytvytcrff或20)/(123hafAVcrvywt)/(115. 1()/(1232020hafAhafAAVcrvycrwcrvywwcruMSE 120 - 1999MSE 120 - 19992sinwtsatN 200)/(1/1)(15. 1hahafatNcrvywsFthVNwwcrusMSE 120 -

17、1999MSE 120 - 19995.5.3 腹板受弯屈曲后梁的极限弯矩 MSE 120 - 1999MSE 120 - 1999fWMxexeuxwceIth2)1 (13MSE 120 - 19995.5.4 弯剪联合作用下梁腹板的屈曲后强度 MSE 120 - 19991) 15 . 0(2feufuMMMMVVfhhAhAMfff2222211)(M、V同时存在的弯矩和剪力设计值，当V0.5Vu取V=0.5Vu， MMf取M=Mf。Af1,h1,Af2,h2MSE 120 - 19995.5.4 利用腹板屈曲后强度的梁的加劲肋设计 MSE 120 - 1999200)/(1)(hat

18、hVHcrwuMSE 120 - 1999)16/(30efHhAcMSE 120 - 1999强度强度局部稳定局部稳定 翼缘翼缘 腹板腹板 刚度刚度 受弯构件受弯构件设计设计 5.6 受弯构件设计受弯构件设计整体稳定整体稳定抗弯强度抗弯强度抗剪强度抗剪强度局部承压强度局部承压强度 折算应力折算应力MSE 120 - 19995.6.1 梁的截面选择MSE 120 - 1999fWMxbxfWrMxxxMSE 120 - 1999fWrMWrMyyyxxxfWrMWMyyyxbxMSE 120 - 1999MSE 120 - 1999245)2/(485485848538452max2max2max224maxvEhlhEWlMEIlMlqEIlEIlqvkxkxkkxxk3 . 1/maxfk2 .315minvlEflhcmWhx