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1、受弯构件强度、整体稳固及局部稳固计算重点计划钢构造网上指导资料受弯构件的强度、整体稳固和局部稳固计算钢梁的设计应进行强度、整体稳固、局部稳固和刚度四个方面的计算。一、强度和刚度计算1强度计算强度包含抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力。1）抗弯强度荷载不停增添时正应力的发展过程分为三个阶段，以双轴对称工字形截面为例说明如下：图1梁正应力的分布1）弹性工作阶段荷载较小时，截面上各点的曲折应力均小于信服点fy，荷载连续增加，直至边沿纤维应力达到fy（图1b）。2）弹塑性工作阶段荷载连续增添，截面上、下各有一个高度为a的地域，其应力为信服应力fy。截面的中间部分地域仍保持弹性（图1c），此时梁
2、处于弹塑性工作阶段。3）塑性工作阶段当荷载再连续增添，梁截面的塑性区便不停向内发展，弹性核心不停变小。当弹性核心完整消逝（图1d）时，荷载不再增添，而变形却连续发展，形成“塑性铰”，梁的承载能力达到极限。计算抗弯强度时，需要计算疲惫的梁，常采纳弹性设计。若按截面形成塑性铰进行设计，可能使梁产生的挠度过大。所以规范规定有限制地利用塑性。梁的抗弯强度按以下公式计算：单向曲折时1Mxf（1）xWnx双向曲折时MxMy（2）fxWnxyWny式中Mx、My绕x轴和y轴的弯矩（对工字形和H形截面，x轴为强轴，y轴为弱轴）；Wnx、Wny梁对x轴和y轴的净截面模量；x,y截面塑性发展系数，对工字形截面，x
3、1.05,y1.20；对箱形截面，xy1.05；f钢材的抗弯强度设计值。当梁受压翼缘的外伸宽度b与其厚度t之比大于13235/fy，但不超出15235/fy时，取x1.0。需要计算疲惫的梁，宜取（2）抗剪强度xy1.0。主平面受弯的实腹梁，以截面上的最大剪应力达到钢材的抗剪信服点为承载力极限状态。VS（3）fvItw式中V计算截面沿腹板平面作用的剪力设计值；S中和轴以上毛截面对中和轴的面积矩；I毛截面惯性矩；tw腹板厚度；fv钢材的抗剪强度设计值。当抗剪强度不满足设计要求时，常采纳加大腹板厚度的方法来增大梁的抗剪强度。型钢腹板较厚，一般均能满足上式要求，所以只在剪力最大截面处有较大削弱时，才需
4、进行剪应力的计算。2（3）局部承压强度图2局部压应力当梁的翼缘受有沿腹板平面作用的固定集中荷载且该荷载处又未设置支承加劲肋，或受有挪动的集中荷载时，应验算腹板计算高度边沿的局部承压强度。假定集中荷载从作用途以12.5（在hy高度范围）和11（在hR高度范围）扩散，均匀分布于腹板计算高度边沿。梁的局部承压强度可按下式计算F（4）cftwlz式中F集中荷载，对动力荷载应试虑动力系数；集中荷载增大系数：对重级工作制吊车轮压，1.35；对其余荷载，1.0；lz集中荷载在腹板计算高度边沿的假定分布长度，其计算方法以下跨中集中荷载lza+5hy+2hR梁端支反力lza+2.5hy+a1a集中荷载沿梁跨度方
5、向的支承长度，对吊车轮压可取为50mm；hy自梁承载的边沿到腹板计算高度边沿的距离；hR轨道的高度，计算处无轨道时hR0；a1梁端到支座板外边沿的距离，按实质取，但不得大于2.5hy。当计算不可以满足式（4）时，在固定集中荷载处，应设置支承加劲肋予以增强，并对支承加劲肋进行计算。对挪动集中荷载，则应加大腹板厚度。（4）折算应力在组合梁的腹板计算高度边沿处，当同时受有较大的正应力、剪应力和局部压应力c时，或同时受有较大的正应力和剪应力时，应按下式验算该处的折算应力22c32f（5）c13式中,c腹板计算高度边沿同一点上的曲折正应力、剪应力和局部压应力。按式（3）计算，c按式（4）计算，按下式计算
6、My（6）InxInx净截面惯性矩；y计算点至中和轴的距离；c均以拉应力为正当，压应力为负值；1折算应力的强度设计值增大系数。当,c异号时，取11.2；当,c同号或c0取11.1。2刚度刚度验算即为梁的挠度验算。按下式验算梁的刚度vv（7）式中v荷载标准值作用下梁的最大挠度；v梁的允许挠度值，规范规定的允许挠度值。二、整体稳固整体失稳现象如图3所示的工字形截面梁，荷载作用在最大刚度平面内，当荷载较小时，仅在弯矩作用平面内曲折，当荷载增大到某一数值后，梁在弯矩作用平面内曲折的同时，将忽然发生侧向曲折和扭转，并丧失连续承载的能力，这类现象称为梁的弯扭屈曲或整体失稳。图3梁的整体失稳2. 整体稳固系
7、数4梁的整体稳固临界应力为cr，梁的整体稳固应满足下式MxcrcrfyWxfybfRR式中b梁的整体稳固系数bcr（8）fy规范规定等截面焊接工字形和轧制H型钢简支梁的整体稳固系数b应按下式计算4320Ahyt12235bb2Wx1()bfy（9）y4.4h式中b梁整体稳固的等效弯矩系数；y梁在侧向支承点间对截面弱轴y-y的长细比；A梁毛截面面积；h梁截面的全高；t1受压翼缘厚度。b截面不对称影响系数：对双轴对称截面b0对单轴对称工字形截面增强受压翼缘b0.8（2b1）增强受拉翼缘b2b1bI1I1和I2分别为受压翼缘和受拉翼缘对y轴的惯性矩。I1I2当b大于0.6时，梁己进入非弹性工作阶段，
8、一定对b进行修正。当按式（9）确立的0.6时，用下式求得的b取代b进行梁的整体稳固计算b1.070.282（10）b但b不得大于1.03整体稳固的计算整体稳固计算公式5Mxf（11）bWx式中Mx绕强轴作用的最大弯矩；Wx按受压纤维确立的梁毛截面模量；b梁的整体稳固系数。当梁的整体稳固承载力不足时，可采纳加大梁的截面尺寸或增添侧向支撑的方法予以解决，前一种方法中以增大受压翼缘的宽度最有效。三、局部稳固和腹板加劲肋设计组合梁一般由翼缘和腹板焊接而成，假如采纳的板件宽（高）而薄，板中压应力或剪应力达到某数值后，腹板或受压翼缘有可能偏离其平面地址，出现波形凸曲，这类现象称为梁局部失稳。热轧型钢板件宽
9、厚比较小，能满足局部稳固要求，不需要计算。图4梁局部失稳1受压翼缘的局部稳固一般采纳限制宽厚比的方法保证梁受压翼缘板的稳固性。工字形截面梁，由腹板局部稳固临界应力crfy得b13235（12）tfy当按弹性设计，b/t值可放宽为b15235（13）tfy箱形梁翼缘板在两腹板之间的部分，由crfy得6b40235（14）tfy2腹板的局部稳固对于直接承受动力荷载的或其余不考虑屈曲后强度的组合梁，以腹板的屈曲为承载能力的极限状态。对于承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁，同意腹板在构件整体失稳从前屈曲，并利用其屈曲后强度。图5腹板加劲肋的配置1）腹板配置加劲肋的原则为了提升腹板的稳固性，可增添腹
10、板的厚度，也可设置加劲肋，设置加劲肋更经济。对于由剪应力和局部压应力引起的受剪屈曲，应设置横向加劲肋，对于由曲折应力引起的受弯屈曲，应设置纵向加劲肋，局部压应力很大的梁，必需时髦宜在受压区配置短加劲肋。组合梁腹板配置加劲肋的规定：1）当h0/tw80235/fy时，对有局部压应力（c0）的梁，应按构造配置横向加劲肋；但对无局部压应力（c0）的梁，可不配置加劲肋。2）当h0/tw80235/fy时，应配置横向加劲肋。此中，当h0/tw170235/fy（受压翼缘扭转遇到拘束）或h0/tw150235/fy（受压翼缘扭转未遇到拘束时），或按计算需要时，应在曲折应力较大区格的受压区增添配置纵向加劲肋
11、。局部压应力很大的梁，必需时7尚宜在受压区配置短加劲肋。任何状况下，h0/tw均不该超出250235/fy。此处h0为腹板的计算高度（对单轴对称梁，当确立能否要配置纵向加劲肋时，h0应取为腹板受压区高度hc的2倍），tw为腹板的厚度。3）梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处，宜设置支承加劲肋。（2）临界应力的计算1）曲折临界应力用于抗弯计算腹板的通用高厚比当梁受压翼缘扭转遇到拘束时b2hc/twfy（15a）177235当梁受压翼缘扭转未遇到拘束时b2hc/twfy（15b）153235依据通用高厚比b的范围不一样，曲折临界应力的计算公式以下：当b0.85时crf（16a）当0.85b1.
12、25时cr10.75b0.85f（16b）当b1.25时cr1.1f/b2（16c）式中f钢材的抗弯强度设计值。式（16）的三个公式分别属于塑性、弹塑性和弹性范围。2）剪切临界应力用于抗剪计算腹板的通用高厚比为h0/twfys（17）41ks235依据通用高厚比s的范围不一样，剪切临界应力的计算公式以下：当s0.8时crfv（18a）当0.8s1.2时cr10.59(s0.8)fv（18b）8当s1.2时cr1.1f/2（18c）vs式中fv钢材的抗剪切强度设计值。3）局部压力作用下的临界应力用于腹板抗局部压力作用时的通用高厚比为当0.5a/h01.5时h0/twfyc10.913.4(1.83a/h0)3（19a）28235当1.5a/h02.0时ch0/twfy（19b）18.95a/h023528依据通用高厚比c的范围不一样，计算临界应力c,cr的公式以下：当c0.9时c,crf（20a）当0.9c1.2时c,cr10.79(c0.9)f（21b）当c1.2时c,cr1.1f/c2（21c）（3）腹板局部稳固的计算1）配置横向加劲肋的腹板仅配置横向加劲肋的腹板，其各区格的局部稳固应按下式计算()2()2c1（22）
