T钢结构设计原理之受弯构件

钢结构设计原理第五章受弯构件第一节概述第二节梁的强度与刚度第三节梁的整体稳定第四节梁的局部稳定与腹板加劲肋设计第五节型钢梁的设计第六节组合梁的设计第七节梁的拼接、连接和支座本章提要本章主要讲述了受弯构件的强度、刚度、整体稳定性、局部稳定性计算和型钢梁、焊接组合梁的截面设计以及受弯构件的构造要求，在学习过程中应重点掌握下列内容：(1)掌握梁的强度、刚度和整体稳定性的计算方法，掌握不需验算梁整体稳定的条件和措施；(2)掌握型钢梁和焊接组合梁的截面设计方法；本章提要(3)掌握梁腹板和翼缘局部稳定的保证条件和措施，掌握加劲肋的设计方法；(4)掌握梁中各焊缝的计算方法；(5)掌握梁的构造要求。第一节概述1、概述：受弯构件主要是承受横向荷载的实腹式构件和格构式构件（桁架）；荷载通常有：均布荷载、集中荷载；主要内力为：弯矩与剪力，按工程力学的弹性方法计算荷载效应(弯矩、剪力、变形等）；梁的正常使用极限状态为控制梁的挠曲变形；梁的承载能力极限状态为保证梁的强度、整体稳定性及局部稳定性。第一节概述2、实腹式受弯构件1）应用：房屋建筑中的楼盖梁、墙架梁、檩条、吊车梁和工作平台梁；水工钢闸门中的梁和海上采油平台梁、桥梁等。2）钢梁的分类a、按加工条件分：热轧型钢焊接组合截面冷弯薄壁型钢钢梁常用的截面形式第一节概述b、按受力和弯曲变形的情况：1.单向弯曲梁；2.双向弯曲梁（吊车梁、檩条梁）c、按支承条件：1.简支梁；2.连续梁；3.悬臂梁不论何种支承的梁，当截面内力已知时，进行截面设计的原则和方法时相同的。第二节梁的强度与刚度一、梁的强度梁在荷载作用下将产生正应力、剪应力，在集中荷载作用处还有局部承压应力，故梁的强度计算包括：正应力、剪应力、局部压应力，在正应力、剪应力及局部压应力共同作用处还应验算折算应力。1、梁的抗弯强度钢材的σ－ε曲线表明，应力在屈服点fy之前，钢材性质接近于理想的弹性体；在屈服点之后，又接近于理想的塑性体，所以可以把钢材视为理想的弹塑性材料。第二节梁的强度与刚度梁在弯矩作用下，随弯矩的逐渐增大，梁截面上弯曲应力的分布，可分为三个阶段：a）弹性工作阶段；b）弹塑性工作阶段；c）塑性工作阶段。把边缘纤维达到屈服点视为梁承载能力的极限状态而作为设计时的依据的叫做弹性设计；在一定的条件下，考虑塑性变形的发展，称为塑性设计。图梁受荷时各阶段弯曲应力的分布第二节梁的强度与刚度截面形状系数截面弹性工作阶段的最大弯矩截面塑性工作阶段的最大弯矩第二节梁梁的的强度与与刚度《规范》规定：计计算抗弯弯强度时时，对直直接承受受动力荷荷载的受受弯构件件，不考考虑截面面塑性变变形的发发展；对对承受静静力荷载载或间接接承受动动力荷载载的受弯弯构件，，考虑截截面部分分发生塑塑变。①承受静力力荷载或或间接承承受动力力荷载时时单向弯曲曲双向弯曲曲γx、γy为截面塑塑性发展展系数，，对工字字形截面面，γx=1.05,γγy=1.20；对箱形形截面，，γx=γy=1.05；对其他他截面可可按查表表采用；；第二节梁梁的的强度与与刚度②直接承受受动力荷荷载时，，应取γx=γy=1.0。也就是是说，对对于直接接承受动动力荷载载以及受受压翼缘缘尺寸接接近局部部稳定限限值时，，不应考考虑塑性性发展。。当抗弯强强度不够够时，增增大梁的的高度最最有效，，可尽可能提提高截面面的抗弯弯刚度（（惯性矩矩I、弹性抵抵抗矩W），充分分发挥材材料的受受力性能能。第二节梁梁的的强度与与刚度2、抗剪强强度计算算在主平面面内受弯弯的实腹腹构件，，其抗剪剪强度按按下式计计算：最大剪应应力可近近似按下下式计算算当抗剪强强度不满满足要求求时最好好增加tw。F第二节梁梁的的强度与与刚度3、局部承承压强度度计算验算条件件：梁上上有集中中荷载（（包括支支座反力力）且此此处无加加劲肋））；或有有移动的的集中荷荷载。验算的位位置：集集中荷载载作用截截面：翼翼缘与腹腹板结合合处（上上、下）），腹板板的计算算高度边边缘。验算方法法：在集中荷荷载作用用下，翼翼缘类似似支承于于腹板的的弹性地地基。假定压力力以一定定角度（（集中荷荷载从作作用处以以1：1在hR高度范围围内扩散散，以1：2.5在hy范围内扩扩散）扩扩散到计计算高度度处。梁的局部部承压强强度可按按下式计计算：第二节梁梁的的强度与与刚度第二节梁梁的的强度与与刚度F—集中荷载载，动力力荷载乘乘以动力力系数；；—集中荷载载增大系系数，对对重级工工作制吊吊车轮压压，取1.35，其他取1.0；Lz—集中荷载载在腹板板计算高高度边缘缘的假定定分布长长度，跨中lz＝a+5hy+2hR；支座lz＝a+2.5hy+a1a—集中荷载载沿跨度度方向的的支承长长度，轮轮压a=50mm；hy—自梁承载载的边缘缘到腹板板计算高高度边缘缘的距离离；hR—轨道高度度，无轨轨道时取取0；a1—梁端到支支座板边边缘的距距离，按按实际情情况取，，但不大大于2.5hy.若则则加支支承加劲劲肋，或或修改截截面（移移动集中中荷载）），增大大tw。第二节梁梁的的强度与与刚度图腹板板计算高高度第二节梁梁的的强度与与刚度4、折算应应力产生的原原因和位位置：在在弯矩、、剪力都都较大的的截面，，在腹板板的计算算高度边边缘同一一点上同同时产生生的正应应力、剪剪应力和和局部压压应力。。应按下式式验算其其折算应应力：——强度设计计值增大大系数，，σ和σC同号取1.1,异号取1.2；σ、τ、σC分别为腹腹板计算算高度边边缘处同同一点上上同时产产生的正正应力、、剪应力力和局部部压应力力。第二节梁梁的的强度与与刚度二、梁的的刚度控制梁的的挠跨比比小于规规定的限限制（为为变形量量的限制制）—梁跨中的的最大挠挠度，根根据材料料力学、、结构力力学知识识求得，，计算时时荷载取取标准值；—梁的容许许挠跨比比，查表表。均布荷载载作用下下跨中挠挠度，E=2.06X105N/mm2第三节梁梁的的整体稳稳定一、钢梁梁的整体体稳定概概念1、定义梁在弯矩矩作用平平面内弯弯曲，但但当弯矩矩逐渐增增加，达达到某一数值时时，窄而而高的梁梁将在截截面承载载力尚未未充分发发挥之前前突然发生侧侧向的弯弯曲和扭扭转，使使梁丧失失继续承承载的能能力，这这种现象即为为梁的整整体失稳稳。梁丧失整整体稳定定之前所所能承受受的最大大弯矩叫叫做临界界弯矩，与临临界弯矩矩相应的的弯曲压压应力叫叫做临界界应力。。第三节梁梁的的整体稳稳定2、失稳机机理：梁梁受弯变变形后，，上翼缘缘受压，，如果梁的的侧面没没有支承承点或支支承点很很少时，，由于梁侧侧向刚度度不够，，就会发发生梁的的侧向弯弯曲失稳稳变形，，梁截面面从上至至下弯曲曲量不等等，就形形成截面面的扭转转变形，，同时还还有弯矩矩作用平平面内的的弯曲变变形，故故梁的失失稳为弯弯扭失稳稳形式，，完整的的说应为为：侧向向弯曲扭扭转失稳稳。第三节梁梁的的整体稳稳定3、影响梁梁整体稳稳定的主主要因素素1）荷载类类型；纯弯：沿沿梁长方方向弯矩矩图为矩矩形，受受压翼缘缘的压应应力沿梁梁长保持持不变，，梁易失失稳；跨中集中中荷载：：弯矩图图呈三角角形，靠靠近支座座处M减少，受受压翼缘缘的压应应力随之之降低，，提高了了梁的整整体稳定定性。2）荷载的的作用位位置；横向荷载载作用在在上翼缘缘，荷载载的附加加效应加加大了截截面的扭扭转，降降低了梁梁的临界界弯矩。。反之，，可提高高梁的稳稳定性。。第三节梁梁的的整体稳稳定3）梁的侧侧向刚度度Ely提高梁的的侧向刚刚度EIy可以显著著提高梁梁的临界界弯矩，，而增大大梁的抗抗扭刚度度GIt和抗翘曲曲刚度EIw虽然也可可以提高高Mcr，但效果果不大。。4）受压翼翼缘的自自由长度度l1（侧向支支承点之之间的距距离）减少l1可显著提提高梁的的临界弯弯矩Mcr，这可以通过过增设梁的侧侧向支承来解解决。无论跨跨中有无侧向向支承，在支支座处均应采采取构造措施施以防止梁端端截面的扭转转。问题的关键：：提高梁受压翼翼缘的侧向稳稳定性是提高高梁整体稳定定的有效方法法。第三节梁梁的整体稳定定4、梁整体稳定定的保证提高梁的整体体稳定承载力力的关键是，，增强梁受压压翼缘的抗侧移及扭转转刚度，《钢结构设计规规范》规定当满足一一定条件，当采取了必要要的措施阻止止梁受压翼缘缘发生侧向变变形，或者使梁的整整体稳定临界界弯矩高于梁梁的屈服弯矩矩，此时验算算了梁的抗弯强强度后也就不不需再验算梁梁的整体稳定定。第三节梁梁的整体稳定定二、钢梁的整整体稳定的计计算当梁不满足规规范无需验算梁整整体稳定的条条件时，要计算其其整体稳定性并并采用下列原原则：梁的最最大压应力不不应大于对应应临界弯矩Mcr的临界压应力力σcr。临界应力σcr与钢材屈服点点fy之比为绕强轴弯曲曲所确定的梁的整体稳定定系数，即第三节梁梁的整体稳定定在最大刚度平平面内受弯的的构件，其整整体稳定性按按下式计算：：在两个主平面面内受弯的工工字形截面构构件的整体稳稳定按下式计计算在两个主平面面受弯的H型钢或工字形形截面构件：：第三节梁梁的整体稳定定梁的整体稳定定系数φb的求法《规范》对给出了实用用计算公式和和表格。(1)焊接工字形等等截面简支梁梁第三节梁梁的整体稳定定(2)轧制普通工字字钢简支梁的的φb轧制工字钢由由于翼缘内侧侧有斜坡，翼翼缘与腹板连连接处有圆角角，故截面几几何特征值求求法不同于组组合工字形截截面，《规范》给出了可直接接查轧制工字字钢φb的表格，(3)轧制槽钢简支支梁的φb不论荷载的形形式和作用位位置均按《规范》给出简化的近近似公式计算算。第三节梁梁的整体稳定定注意：当上述所得的的φb值大于0.6时，认为梁进进入弹塑性工工作阶段，其临界应力要要比按弹性工工作的计算值值降低；同时时考虑梁的初弯曲、、加荷偏心及及残余应力等等缺陷的影响响，《规范》规定，应以φb′代替φb，而φb′可按下式进行行计算：第四节梁梁的局部稳定定与腹板加劲劲肋设计1、局部失稳的基基本概念为了提高梁的的承载能力，，节省材料，，要尽可能选选用较薄的板件，以使使截面开展。。但如果梁的的翼缘和腹板板厚度不适当当地减薄，则在荷荷载作用下有有可能使板件件偏离平面位位置，产生出出平面的翘曲，导导致梁的局部部失稳。第四节梁梁的局部稳定定与腹板加劲劲肋设计局部失稳的后后果：恶化工作条件件，降低构件件的承载能力力，动力荷载载作用下易引引起疲劳破坏坏。热轧型钢不需需要验算，主主要讨论组合合梁中板件的的局部稳定。。防止的办法有有两种，一种种是加厚钢板板，一种是布布置加劲肋减减小幅面，即即把腹板分成成若干带有边边框的区格而而不失稳。第四节梁梁的局部稳定定与腹板加劲劲肋设计2、翼缘的局局部稳定对于翼缘只能能采用第一种种方法，梁的的受压翼缘的的外伸部分可可视为三边简简支、一边自自由的均匀受受压板。用弹弹性稳定理论论，并考虑钢钢材的弹塑性性工作，推导导出局部失稳稳时的临界应应力σcr系翼缘厚度t与翼缘外伸宽宽度b1比值的函数，，令σcr接近钢材的屈屈服点可以反反算出b1/t的限值，以使使局部失稳不不先于强度破破坏。第四节梁梁的局部稳定定与腹板加劲劲肋设计如果考虑了截截面部分发展展塑性γx=1.05时对于箱形梁第四节梁梁的局部稳定定与腹板加劲劲肋设计3、梁腹板局部部稳定：1）概述梁腹板属于四四边简支、考考虑有弹性嵌嵌固的矩形板板；受力特点：受受力复杂，厚厚度较小，主主要承受剪力力，采用加大板厚的方方法来保证腹腹板的局部稳稳定不经济，，也不合理。。无局部压应力力且承受静力力荷载的焊接接工字形载面面梁，按利用用屈曲后强度度设计。直接承受动力力荷载的：采采用布置加劲劲肋的方法来来防止腹板屈屈曲。第四节梁梁的局部稳定定与腹板加劲劲肋设计2）加劲肋的类类型：横向加劲肋：：防止剪应力力和局部压应应力引起的腹腹板失稳；纵向加劲肋：：防止弯曲压压应力下的局局部失稳；短向加劲肋：：防止局部压压应力引起的的腹板失稳；；支承加劲肋：：支座处集中中荷载处的加加劲肋，防止止局部压应力力引起的腹板板失稳。加劲肋的作作用：保证证腹板局部部稳定；承承受集中荷荷载。第四节梁梁的局部部稳定与腹腹板加劲肋肋设计1—横向加劲肋肋；2—纵向加劲肋肋；3—短加劲肋第四节梁梁的局部部稳定与腹腹板加劲肋肋设计3）腹板加劲劲肋的配置置要求（h0为腹板计算算高度）：：a、当h0/tw≤80时，对无局局部压应力力的梁，可可不配置加加劲肋；对对有局部压压力的梁，，宜按构造造配置横向向加劲肋，，横向加劲劲肋最小间间距为0.5h0，最大间距距为2h0。b、当80＜h0/tw≤170时，配置横横向加劲肋肋，间距由由计算确定定。c、当h0/tw＞170时，横向加加劲肋＋受受压区纵向向加劲肋，，必要时＋＋短加劲肋肋。位置、、间距由计计算确定。。第四节梁梁的局部部稳定与腹腹板加劲肋肋设计d、梁的支座座处和梁上上翼缘有较较大固定集集中荷载处处，宜设置置支承加劲劲肋，并对对其进行验验算。e、任何情况况下h0/tw≤250；f、焊接吊车车梁宜尽量量避免设置置纵向加劲劲肋，尤其其是短加劲劲肋（当吊吊车压应力力很大时，，要设置））。第四节梁梁的局部稳稳定与腹板板加劲肋设设计4)腹板加劲肋肋的设计方方法：先先布布置加劲肋肋，再计算算各区格板板的平均作作用应力和和相应的临临界应力，，满足稳定定条件。取只布置了了横向加劲劲肋的板段段进行分析析，该段腹腹板上、下下翼缘为弹弹性嵌固，，左右加劲劲肋则为简简支。该板板段边缘上上受有弯曲曲应力σ，剪应力τ，局部压应应力σc，假如三种种应力分别别单独作用用于板边时时，可用弹弹性理论求求出各自的的临界应力力σcr、τcr、σccr的计算公式式。在组合应力力下，根据据对腹板局局部稳定的的分析，得得出验算公公式。第四节梁梁的局部部稳定与腹腹板加劲肋肋设计5)加劲肋的截截面尺寸及及构造要求求加劲肋按其其作用可分分为两类：：间隔加劲肋肋----按构造条件件确定截面面；支承加劲肋肋----截面尺寸尚尚需满足受受力要求。。加劲肋宜在在腹板两侧侧成对配置置，也可单单侧配置，，但支承加劲肋和重重级工作制制吊车梁的的加劲肋不不应单侧配配置；外伸宽度bs≥h0/30+40mm厚度ts≥bs/15第四节梁梁的局部部稳定与腹腹板加劲肋肋设计第四节梁梁的局部部稳定与腹腹板加劲肋肋设计6)支承加劲肋肋的计算支座处的支支承加劲肋肋分普通式式和突缘式式两种，突突缘的长度度不应大于于其厚度的的两倍。普通式支承承加劲肋的的两端与突突缘支承加加劲肋下端端应刨平，，靠与上、、下翼缘或或支座顶紧紧来传力，，也可以采采用焊缝传传力截面尺寸除除应满足构构造条件外外，还应满满足传力要要求：a、稳定计算算按轴心压杆杆验算加劲劲肋在腹板板平面外的的稳定性，，计算长度则取h0，压杆的截截面包括加加劲肋以及及每侧各范围内的腹腹板面积，，在梁端端不足此数数时按实际际计算。第四节梁梁的局部部稳定与腹腹板加劲肋肋设计b、加劲肋端面面承压的计计算当传力较大大时，支承承加劲肋端端部应刨平平并与梁上上翼缘顶紧紧，并验算算其端面承承压应力：：c、支承加劲肋肋与腹板的的连接焊缝缝计算:连接焊缝承受全部集集中力或支支座反力，，均匀分布布。第四节梁梁的局部部稳定与腹腹板加劲肋肋设计图支支承加劲肋肋的构造第五节型型钢梁的的设计一、钢梁的的设计要求求钢梁的设计计应满足：：强度、整体体稳定、局局部稳定和和刚度四个方面的的要求。前三项属于于承载能力力极限状态态计算，采采用荷载的的设计值；；第四项为正正常使用极极限状态的的计算，计计算挠度时时按荷载的的标准值进进行。合理截面：：在截面面积积一定的前前提下，尽尽可能提高高截面的抗抗弯刚度（（惯性矩I、弹性抵抗抗矩W），充分发发挥材料的的受力性能能，同时兼兼顾制造、、施工的可可能性。第五节型型钢梁的的设计一、钢梁的的设计要求求钢梁的设计计应满足：：强度、整整体稳定、、局部稳定定和刚度四四个方面的的要求。一般来说，，当有能阻阻止梁侧向向位移的铺铺板或受压压翼缘侧向向自由长度度与宽度之之比不超过过规定，截截面由抗弯弯强度控制制，否则由由整体稳定定条件控制制。计算梁的最最大弯矩设设计值，按按抗弯强度度或整体稳稳定要求计计算型钢所所需的净截截面抵抗矩矩。合理截面：：在截面面积积一定的前前提下，尽尽可能提高高截面的抗抗弯刚度（（惯性矩I、弹性抵抗抗矩W），充分发发挥材料的的受力性能能，同时兼兼顾制造、、施工的可可能性。第五节型型钢梁的的设计二、单向弯曲型钢梁的设设计1、首先由荷荷载计算出出梁所承受受的最大弯弯矩设计值值Mmax；2、估算梁截截面的抵抗抗矩：1）当梁的整整体稳定从从构造上可可保证时，，根据抗弯弯强度：2）当梁的整整体稳定从从构造上不不能保证时时：其中可可根据荷荷载及跨度度情况初步步估计。第五节型型钢梁的的设计3、查型钢表表选择适当当型钢截面面；4、截面验算算(荷载须计入入自重)强度验算：：验算梁的弯曲正应力力，局部承压应力；一般型钢梁梁可不验算算折算应力力；抗剪强度除除小跨度、、大荷载及及剪力较大大截面有较较大的削弱弱之外，一一般不必验验算；整体稳定验算；刚度验算:挠度验算。。5、根据验算算结果调整整截面，再再进行验算算，直至满满足。第五节型型钢梁的的设计例、某简支支梁，跨长长5米，在梁的的上翼缘承承受均布荷荷载作用，，恒荷载标标准值为3.75KN/m(不含梁自重重)，活荷载标标准值为22.5KN/m，梁的整体体稳定可以以保证，采采用Q235钢，梁的允允许挠度为为[υT]=1/250，[υQ]=1/300，试试选选择择最最经经济济HN型钢钢截截面面并并验验算算。。解：：1、假假设设梁梁自自重重为为0.5kN/m，梁梁受受到到的的荷荷载载标标准准值值为为：：qk=3.75+0.5+22.5=26.75kN/m’’梁受受到到的的荷荷载载设设计计值值为为：：q=1.2*（3.75+0.5）+1.4*22.5=36.6kN/m最大大弯弯矩矩设设计计值值：：Mx=36.6*5*5/8=114.375kNm第五五节节型型钢钢梁梁的的设设计计根据据抗抗弯弯强强度度选选择择截截面面，，需需要要的的截截面面模模量量为为：：选用用HN346X174X6X9，Ix=11200cm4,g0=41.8kg/m，不不需需重新新计计算算。。其中中Wx=649000mm3>506645mm3，跨跨中中无无孔孔眼眼，，梁梁的的抗抗弯弯强度度足足够够。。由于于型型钢钢的的腹腹板板较较厚厚，，一一般般不不必必验验算算抗抗剪剪强强度度;第五五节节型型钢钢梁梁的的设设计计挠度验验算算：：在全全部部荷荷载载标标准准值值作作用用下下：：在可可变变荷荷载载标标准准值值作作用用下下：：满足足要要求求。。第五五节节型型钢钢梁梁的的设设计计三、、双双向向弯弯曲曲型型钢钢梁梁双向向弯弯曲曲型型钢钢梁梁如如檩条条的的设设计计一一般般是是先先假假定定型型钢钢型型号号，，再进行行验算算。(1)强度计计算型钢檩檩条的的强度度，一一般只只须验验算抗抗弯强强度即即可第五节节型型钢钢梁的的设计计(2)稳定计计算当屋面面板不不能起起可靠靠的侧侧向支支承作作用时时，应应进行行整体体稳定定的验验算，，如瓦瓦楞铁铁、石石棉瓦瓦等轻轻屋面面。一一般设设有拉拉条或或跨度度小于于5m的檩条，可不不进行整体稳稳定的验算。。(3)刚度验算一般只验算垂垂直于屋面方方向的简支梁梁挠度，以保保证屋面的平整。对槽钢檩条单角钢和Z形钢第六节组组合梁的截面面设计梁的内力较大大时，需采用用组合梁。常常用的形式为为由三块钢板焊成的工字字形截面。设计组合梁时时，首先应估估计截面尺寸寸，包括截面高度度、腹板厚度度和翼缘的尺尺寸，然后进进行验算。1、根据受力情情况确定所需需的截面抵抗矩2、确定梁的高高度：截面高度应考考虑建筑高度、刚刚度条件和经经济条件这三个方面。第六节组组合梁的截面面设计刚度要求是指指为保证正常常使用条件下下，梁的挠度度不超过容许许挠度，就要要限制梁高不不能小于最小小梁高hmin。受均布荷载的的简支梁的hmin/l值：最大高度：由由建筑上的工工艺设计和使使用要求所允许的梁的的最大高度hmax。第六节组组合梁的截面面设计经济高度：he满足使用要求求的前提下使使梁的总用钢钢量为最小。。组合工字形截截面，每米用用钢量为G=ρ(2Af+1.2twhw)，最后得选定高度：hmin≤h≤hmax；h≈he，梁腹板的高度度hw＝h－2t，一般取腹板板高度为10mm的倍数。第六节组组合梁的截面面设计3、确定腹板厚厚度（假定剪剪力全部由腹腹板承受）：：腹板厚度一般般不小于8mm，否则对锈蚀蚀敏感，且制制造过程中易易发生较大的的翘曲变形，，小跨度梁可可不小于6mm，为2mm的倍数。腹板主要承承受剪力，可可近似认为梁梁的剪力全部部由腹板承受受，考虑腹板板的厚度满足抗剪、局局部稳定和构构造的要求。。则有：考虑局部稳定定和构造的经经验公式：第六节组组合梁的截面面设计4、确定翼缘宽宽度根据所需要的的截面抵抗矩矩和选定的腹腹板尺寸，确确定Af：有了Af，只要选定b、t中的其一，就就可以确定另另一值。确定翼缘的宽宽度：b=(1/2~1/5)h,取10mm的倍数，b/t≤30。确定翼缘的厚厚度：t=Af/b，取2mm的倍数。局部稳定要求求：受压翼缘缘的的外伸宽宽度与厚度之之比必须符合合：第六节组组合梁的截面面设计5、截面验算选定截面后，，应进行强度度、整体稳度度和刚度的验验算。强度验验算包括抗弯弯、抗剪、承承压(集中力作用处处未设支承加加劲肋)和折算应力(梁翼缘截面改改变处，连续续梁中间支座座)。设计中应注注意梁的侧向向支承，以保保证梁的整体体稳定并节约约用钢量。验算截面：最最大弯矩处、、截面削弱处处、截面改变变处、有集中中荷载处（无无横向加劲肋肋）、剪力最最大处、剪力力和弯矩都较较大处；第六节组组合梁的截面面设计6、构造设计：：腹板与翼缘缘焊缝的计算算翼缘与腹板间间的焊缝要由由计算确定，，常采用角焊焊缝。连接焊缝主要要用于承受弯弯曲剪力，由剪应力互等等定理可求得得单位长度上上的剪力第六节组组合梁的截面面设计当梁上承受固固定的集中荷荷载且未设支支承加劲肋时时，焊缝还要要传递由集中中荷载产生的的竖向局部压压应力，上翼翼缘焊缝同时时承受剪力T1及集中力F的共同作用。。由F产生的单位长长度焊缝上的的力V1（垂直于焊缝缝长度方向））为第七节梁的的拼接、连接接和支座一、梁的拼拼接(1)工厂拼接拼接的位置常常由钢板尺寸寸决定，但应应使翼缘与腹腹板的拼接位位置错开，并并避免与次梁梁和加劲肋焊焊缝重叠交叉叉，保持不小小于10tw的距离；焊缝缝以采用直缝缝对接为宜。。(2)工地拼接拼接位置由运运输安装条件件决定，应注注意设在受力力较小部位。。焊缝采用对对接焊缝，做做好向上V形坡口与施焊焊顺序。第七节梁的的拼接、连接接和支座二、主次梁的的连接铰接连接可分分叠接和平接接两种，叠接接是次梁直接接搁在主梁上上，用螺栓或或焊缝固定。。平接则建筑高高度较小，次次梁的上翼缘缘必须切去一一段，如与支支承加劲肋相相连，下翼缘缘也须部分切切除。第七节梁的的拼接、连接接和支座连接焊缝和螺螺栓应按次梁梁的反力分析析计算，考虑虑到连接并非非真正铰接，，会产生一定定的弯矩，故故计算时将反反力加大20%～30%。图主主、次梁梁的铰接第七节梁的的拼接、连接接和支座三、梁的支座座梁支承于柱墩墩（砖墙）上上：常用支座有平平板支座、弧弧形支座、滚滚轴支座三种种形式。第七节梁的的拼接、连接接和支座平板式支座的的设计主要是是确定支承板板的尺寸，假假定支座反力力均匀分布于于支承板，支支承板的面积积为A=lb=R/fcefce———支承材料的承承压强度设计计值支承板厚度t由支承板单位位宽度所受的的弯矩来计算算：第七章拉拉弯与压弯构构件第一节概概述第二节拉拉弯与压弯构构件的强度与与刚度第三节实实腹式压弯构构件的整体稳稳定第四节实实腹式压弯构构件的局部稳稳定第五节实实腹式压弯构构件的截面设设计本章提要本章着重讲述述了拉弯和压压弯构件的强强度与刚度的的计算，实腹腹式、格构式式压弯构件的的整体稳定的的计算和压弯弯构件的截面面设计方法，，在学习过程程中应重点掌掌握下列内容容：(1)掌握拉弯和压压弯构件的强强度和刚度计计算；(2)掌握实腹式和和格构式压弯弯构件在弯矩矩作用平面内内、外整体稳稳定的基本概概念和计算方方法；(3)掌握压弯构件件的截面设计计方法；(4)掌握实腹式压压弯构件局部部稳定的计算算方法。第一节概概述偏心受力构件件分拉弯与压压弯两种，即即同时承受拉拉力(压力)和弯矩的构件件。弯矩是由由轴向荷载的的偏心作用、、端部弯矩作作用或横向力力作用而产生生的。拉弯与压弯构构件应用十分分广泛，框架架柱、有节间间荷载作用的的桁架上下弦弦杆等。与轴心受压构构件和受弯构构件相仿，拉拉、压弯构件件也需同时满满足正常使用用及承载能力力两种极限状状态的要求。。1)正常使用极限限状态：满足足刚度要求。。2)承载能力极限限状态：需满满足强度、整整体稳定、局局部稳定三方方面要求。第一节概概述偏心受压柱同同轴压柱一样样也分实腹式式与格构式两两类。可采采用不对称肢肢件，使较大大的肢件位于于受压侧,在弯矩作用方方向具有较大大的截面尺寸寸实腹式：型钢钢截面与组合合截面格构式：缀条条式与缀板式式第二节拉拉弯与压弯构构件的强度与与刚度一、拉弯与压弯构构件的强度偏心受力构件件截面上的应应力是由轴向向力引起的拉拉(压)应力与弯矩引引起的弯曲应应力的叠加，，当截面边缘缘纤维的最大大应力σmax=｜M/An±M/Wn｜≤fy时为弹性工作作。若N保持定值，而而增加M，塑性区将向向截面内部发发展，承载能能力的极限状状态为全截面面进入塑性形形成塑性铰。。根据荷载性质质与截面形式式的不同，偏偏心受力构件件的强度计算算分弹性工作作和弹塑性工工作两种情况况。弹性工作阶段段：以边缘屈屈服为特征点点（弹性承载载力）弹塑性工作阶阶段：以塑性性铰弯矩为特特征点（极限限承载力）第二节拉拉弯与压弯构构件的强度与与刚度强度计算一般般可考虑截面塑性变形形的发展，对直接承受受动力荷载的的构件和格构构式构件等则则通常按弹性性受力计算。。对拉弯构件和和截面有孔洞洞等削弱较多多的或构件端端部弯矩大于于跨间弯矩的的压弯构件，，需要进行强强度计算。第二节拉拉弯与压弯构构件的强度与与刚度《规范》公式只在一一个主主平面面有弯弯矩作作用时时：在两个个主平平面有有弯矩矩作用用时：：截面塑塑性发发展系系数：：对工工形截截面取取：强度计计算一一般可可考虑虑截面面塑性性变形形的部部分发发展。。以下情情况不不考虑虑塑性性发展展,取,按弹性性受力计算算:直接承承受动动力荷荷载时时；格构式式构件件，弯弯距绕绕虚轴轴作用用时；；当时时。。第二节节拉拉弯弯与压压弯构构件的的强度度与刚刚度二、刚刚度对于拉拉弯与与压弯弯构件件其刚刚度计计算同同于轴轴心受受力构构件。。其允允许长长细比比仍采采用轴轴心受受力构构件表表的数数值。。即：第三节节实实腹腹式压压弯构构件的的整体体稳定定一、概概述述实腹式式压弯弯构件件在轴轴力及及弯距距作用用下，，即可可能发发生弯矩作作用平平面内内的弯弯曲失失稳，也可可能发发生弯矩作作用平平面外外的弯弯曲扭扭转失失稳（类似似梁））。两两方面面在设设计中中均应应保证证。压弯构构件的的承载载能力力通常常是由由整体体稳定定性决决定的的。第三节节实实腹腹式压压弯构构件的的整体体稳定定1、弯矩矩作用用平面面内的的整体体稳定定在N和M同时作作用下下，一一开始始构件件就在在弯矩矩作用用平面面内发发生变变形，，呈弯弯曲状状态，，当N和M同时增增加到到一定定大小小时则则到达达极限限，超超过此此极限限，要要维持持内外外力平平衡，，只能能减小小N和M。这种种现象象称为为压弯弯构件件丧失失弯矩矩作用用平面面内的的整体体稳定定。第三节节实实腹腹式压压弯构构件的的整体体稳定定2、弯矩矩作用用平面面外的的稳定定对侧向向刚度度较小小的压压弯构构件则则有另另一种种可能能：当N和M增加到到一定定大小小时，，构件件在弯弯矩作作用平平面外外不能能保持持平面面，突突然发发生平平面外外的弯弯曲变变形，，并伴伴随着着绕纵纵向剪剪切中中心轴轴的扭扭转。。这种种现象象称为为压弯弯构件件丧失失弯矩矩作用用平面面外的的整体体稳定定。第三节节实实腹腹式压压弯构构件的的整体体稳定定二、单单向压压弯构构件弯弯矩作作用平平面内内的整整体稳稳定压弯构构件在在弯矩矩作用用平面面内整整体稳稳定的的工作作性状状与有有初弯弯曲和初初偏心心等几几何缺缺陷的的轴心心受压压构件件一样样。在弹性性理论论推导导的公公式基基础上上总结结出来来的实实用计计算式式如下下：第三节节实实腹腹式压压弯构构件的的整体体稳定定对单轴轴对称称截面面（如如T形或槽槽形））压弯弯构件件，还还要验验算下下式：：--为等效效弯矩矩系数数。由由于相相关公公式是是以轴轴心受受压加加上两两端承承受大大小相相等、、方向向相反反的弯弯矩（（纯弯弯）作作为基基本受受力状状态推推导的的，对对于其其它受受力状状态需需要在在构件件最大大弯矩矩等效效的基基础上上采用用等效效弯矩矩系数数加以以修正正。W1x—受压最最大纤纤维的的毛截截面抵抵抗矩矩；—欧拉临临界力力除以以抗力力分项项系数数（不不分钢钢种，，取1.1）；—轴心受压构件的稳定系数。第三节节实实腹腹式压压弯构构件的的整体体稳定定三、实实腹式式单向向压弯弯构件件在弯弯矩作作用平平面外外的稳稳定压弯构构件可可以分分解为为纯弯弯曲和和轴心心受压压两种种受力力情况况。包包括沿两两截面面主轴轴（x、y轴）的的弯曲曲和沿沿纵向向扭转转轴的的扭转转。设计时时采用用相关关公式式方法法：——均匀弯弯曲梁梁的整整体稳稳定系系数，，可采采用近近似计计算公公式求求得；；Βtx——为平面面外稳稳定计计算的的等效效弯矩矩系数数，取取值方方法同同βmx；——弯矩作作用平平面外外的轴轴心受受压构构件稳稳定系系数；；——调整系系数：：箱形形截面面取0.7，其他他截面面取1.0；Mx——所计算算构件件段范范围内内（构构件侧侧向支支承点点间））的最最大弯弯矩。。第四节节实实腹腹式压压弯构构件的的局部部稳定定实腹式式压弯弯构件件中组组成截截面的的板件件与轴轴心受受压构构件和和受弯弯构件件的板板件相相似。。在均均匀压压应力力（如如受压压翼缘缘），，或不不均匀匀压应应力或或剪应应力（（如腹腹板））作用用下，，当应应力达达到一一定大大小时时，可可能偏偏离其其平面面位置置，发发生波波状凸凸曲，，即板板件发发生屈屈曲，，对构构件来来讲称称丧失失了局局部稳稳定性性。压弯构构件的的局部部稳定定性