第5章受弯构件课件

梁的《规范4.1.1条》计算方法以部分截面发展塑性（1/4截面）为极限承载力状态单向弯曲双向弯曲式中：γ为塑性发展系数，按P148，表6.3

P147抗剪强度《规范4.1.2条》腹板局部压应力《规范4.1.3条》折算应力《规范4.1.4条》梁的刚度见P150例[5-1]梁强度作业第三节梁的整体稳定梁的失稳机理梁受弯变形后，上翼缘受压，由于梁侧向刚度不够，就会发生梁的侧向弯曲失稳变形，梁截面从上至下弯曲量不等，就形成截面的扭转变形，同时还有弯矩作用平面内的弯曲变形，故梁的失稳为弯扭失稳形式，完整的说应为：侧向弯曲扭转失稳。从以上失稳机理来看，提高梁的整稳承载力的有效措施应为提高梁上翼缘的侧移刚度，减小梁上翼缘的侧向计算长度。影响梁整体稳定的因素主要因素有：截面形式，荷载类型，荷载作用方式，受压翼缘的侧向支撑。整体稳定计算表达式《规范4.2.2及4.2.3条》梁的整体稳定保证措施《规范4.2.1条》

凡符合下列情况之一，可不计算梁的整体稳定:有铺板（砼板、钢板）密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连，能阻止梁受压翼缘侧向位移时；H型钢或等截面I字形简支梁受压翼缘自由长度l1与宽度b1之比不超过表4.2.1所规定数值时；

对跨中无侧向支承点的梁,l1为其跨度;对跨中有侧向支承点的梁,l1为受压翼缘侧向支承点间的距离(梁的支座处视为有侧向支承).箱形截面简支梁满足下列要求，可不计算其整体稳定性：梁的侧向支撑《规范4.2.6条》

夹支座：梁为侧向弯曲扭转失稳，所以支座处应采取措施限制梁的扭转《规范4.2.5条》

。例［5-2]解:见P153例6.1作业焊接工字形截面简支梁，其他条件均相同的情况下，当（）时，梁的整体稳定性最差。A、两端有相等弯矩作用（纯弯）；B、满跨均布荷载作用；C、跨中有集中荷载作用；D、在距支座处各有一相同集中力作用。焊接工字形截面简支梁，其他条件均相同的情况下，当（）时，梁的整体稳定性最好。

A、加强梁的受压翼缘宽度；B、加强梁的受拉翼缘宽度；

C、梁的受压翼缘与受拉翼缘宽度相同；

D、在距支座处减小受压翼缘宽度。加强受压翼缘的单轴对称I字形等截面简支梁，跨中有一集中P作用在腹板平面内，集中P作用点位于（）时，梁的整体稳定性最好。A、受压翼缘上表面；B、形心与上翼缘之间的截面剪力中心；

C、截面形心；

D、下翼缘下表面。第四节梁的局部稳定与加劲肋设计概述同轴压构件一样，为提高梁的刚度与强度及整体稳定承载力，应遵循“肢宽壁薄”的设计原则，从而引发板件的局部稳定承载力问题。翼缘板受力较为简单，仍按限制板件宽厚比的方法来保证局部稳定性。腹板受力复杂，而且为满足强度要求，截面高度较大，如仍采用限制梁的腹板高厚比的方法，会使腹板取值很大，不经济，一般采用加劲肋的方法来减小板件尺寸，从而提高局部稳定承载力。

图中：1－横向加劲肋

2－纵向加劲肋

3－短加劲肋作用翼缘板的局部稳定《规范4.3.8条》设计原则－－等强原则按弹性设计（不考虑塑性发展γ=1.0），因有残余应力影响，实际截面已进入弹塑性阶段，《规范》取Et=0.7E。若考虑塑性发展(γ＞1.0），塑性发展会更大Et=0.5E。当

时，

γ=1.0

加劲肋的构造与配置加劲肋的构造《规范4.3.6条》横向加劲肋贯通，纵向加劲肋断开；横向加劲肋的间距a应满足，当且时，允许纵向加劲肋距受压翼缘的距离应在范围内；上述各式中，h0为梁腹板的计算高度，hc为梁腹板受压区高度，对于单对称截面，前述③项中有关纵向加劲肋规定中的h0应取2hc。加劲肋可以成对布置于腹板两侧，也可以单侧布置，但支承加劲肋及重级工作制吊车梁必须两侧对称布置。加劲肋必须具备一定刚度，截面尺寸及惯性矩应满足：横向加劲肋的截面尺寸双侧布置时:单侧布置时：bs不应小于上式的1.2倍且截面惯性矩的要求（同时配置横、纵肋时）横向肋：纵向肋：当时当时横向加劲肋应按右图示切角，避免多向焊缝相交，产生复杂应力场《规范8.4.11》。短加劲肋的最小间距为0.75h1,短加劲肋的外伸宽度应取横向加劲肋的外伸宽度的0.7～1.0倍，厚度不小于短加劲肋外伸宽度的1/15。配置规定（P156）正应力和剪应力共同作用下正应力、剪应力和局部压应力共同作用下梁腹板区格内应力分布的几种形式注：配置加劲肋时，一般先布置，然后验算，并做必要的调整。腹板的局部稳定屈曲应力统一表达式（χ、β值相见p108，表4.5）β弯曲应力弹性屈曲（η=1）如不设加劲肋，β≈23.9,χ=1.66（1.23,扭转不约束）剪切应力屈曲(P158)局部压应力弹性屈曲(P158)复合应力作用板件屈曲《规范4.3.3-4.3.5条》仅配置横向加劲肋配有纵向加劲肋的上区格（偏心受压）配有纵向加劲肋的下区格（偏心受压，σc2≈σc）支承加劲肋构造与计算《规范4.3.7条》在梁支座处及较大集中荷载作用处，应布置支承加劲肋，支承加劲肋实际上就是加大的横向加劲肋，支承加劲肋分梁腹板两侧成对布置的平板式，及凸缘式两种。其作用除保证腹板的局部稳定外，还应承受集中力作用，故除满足横向加劲肋的有关尺寸及构造要求外，尚满足如下所述几方面承载力的要求。稳定性计算注：截面分类?端面刨平抵紧时应验算端面承压端面焊接时以及支承肋与腹板的焊缝应按第三章方法验算焊缝强度设计中如果遇到在表4.3中没有列入的压杆时,应该如何选用适当的截面分类?

表中未包括的截面,大概都是比较特殊的焊接组合截面.焊缝及其近旁有很大的残余拉应力,比如有一定的残余压应力,而且残余压应力的影响往往超过轧制圆管所受到的影响.因此,只要是焊接组合截面,就可以排除a类;但是属于b类和c类,需要和表4.3列出的截面进行类比. 例［5-3]解:第五节考虑腹板屈曲后强度的设计自学(教材P161)第六节钢梁的设计一、型钢梁的设计(单向弯曲)1、根据实际情况计算梁的最大弯矩设计值Mmax；2、根据抗弯强度，计算所需的净截面抵抗矩：3、查型钢表确定型钢截面4、截面验算强度验算：抗弯、抗剪、局部承压（一般不需验算折算应力强度）；刚度验算：验算梁的挠跨比;整体稳定验算（型钢截面局部稳定一般不需验算）;根据验算结果调整截面，再进行验算，直至满足。见P153例6.1二、组合梁的截面设计根据受力情况确定所需的截面抵抗矩截面高度的确定最大高度：hmax由建筑设计要求确定；最小高度：hmin由梁刚度确定；经济高度：hs由最小耗钢量确定；选定高度：hmin≤h≤hmax；h约大于等于

hs

，腹板高度取50mm的倍数。确定腹板厚度（假定剪力全部由腹板承受），则有：

或按经验公式：确定翼缘宽度确定了腹板厚度后，可按抗弯要求确定翼缘板面积

Af，以工字型截面为例：截面验算强度验算：抗弯、抗剪、局部承压以及折算应力强度）；刚度验算：验算梁的挠跨比；整体稳定验算；局部稳定验算（翼缘板）根据验算结果调整截面，再进行验算，直至满足。根据实际情况进行加劲肋结算与布置梁的构造设计组合梁截面沿长度的改变改变的次数：1次；改变的位置：对承受均布荷载的梁，一般距支座l/6处；改