《钢结构受弯构件计算原理教学课件PPT》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢结构受弯构件计算原理教学课件PPT（78页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理1 1、受弯构件的强度验算、受弯构件的强度验算2 2、梁的整体稳定的基本概念、验算方法以及提高、梁的整体稳定的基本概念、验算方法以及提高 整体稳定性的措施整体稳定性的措施3 3、梁板件局部稳定的基本概念、有关规定和验算、梁板件局部稳定的基本概念、有关规定和验算 方法方法第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure只承受只承受弯矩弯矩或或弯矩与剪力弯矩与剪
2、力共同作用的构件称为受弯构件共同作用的构件称为受弯构件。4.1 概述概述受弯构件的设计应满足：受弯构件的设计应满足：强度、整体稳定、局部稳定和强度、整体稳定、局部稳定和刚度刚度四个方面的要求。四个方面的要求。前三项属于前三项属于承载能力极限状态计算承载能力极限状态计算，采用荷载的采用荷载的设计值设计值；第四项为第四项为正常使用极限状态的计算正常使用极限状态的计算，计算挠度时按荷载的计算挠度时按荷载的标准值标准值进行。进行。结构中的受弯构件主要以梁的形式出现，以弯曲变形为主或发结构中的受弯构件主要以梁的形式出现，以弯曲变形为主或发生弯扭变形的构件称为梁。生弯扭变形的构件称为梁。梁在钢结构中是应用
3、较广泛的一种基本构件。例如房屋建筑中梁在钢结构中是应用较广泛的一种基本构件。例如房屋建筑中的楼盖梁、墙梁、檩条、吊车梁和工作平台梁。的楼盖梁、墙梁、檩条、吊车梁和工作平台梁。第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure受弯构件设计应考虑受弯构件设计应考虑强度、刚度、整体稳定和局部稳定强度、刚度、整体稳定和局部稳定各各个方面满足要求。个方面满足要求。1.梁的强度计算主要包括梁的强度计算主要包括抗弯、抗剪、局部压应力和折算抗弯、抗剪、局部压应力和折算应力应力等强度应足够。等强度应足够。2.刚度主要是
4、控制刚度主要是控制最大挠度最大挠度不超过按受力和使用要求规定不超过按受力和使用要求规定的容许值。的容许值。3.整体稳定指梁不会在刚度较差的侧向发生整体稳定指梁不会在刚度较差的侧向发生弯扭失稳弯扭失稳，主，主要通过对梁的受压翼缘设足够的侧向支承，或适当加大梁截面要通过对梁的受压翼缘设足够的侧向支承，或适当加大梁截面以降低弯曲压应力至临界应力以下。以降低弯曲压应力至临界应力以下。4.局部稳定指梁的翼缘和腹板等板件不会发生局部稳定指梁的翼缘和腹板等板件不会发生局部凸曲失局部凸曲失稳稳，在梁中主要通过限制受压翼缘和腹板的宽厚比不超过规定，在梁中主要通过限制受压翼缘和腹板的宽厚比不超过规定，对组合梁的腹
5、板则常设置加劲肋以提高其局部稳定性。对组合梁的腹板则常设置加劲肋以提高其局部稳定性。第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure4.2.1弯曲强度弯曲强度c)弹性弹性塑性塑性塑性塑性MyMMpaa=fyya)MMy0.6时，时，考虑初弯曲、加荷偏心及残余应力等缺陷考虑初弯曲、加荷偏心及残余应力等缺陷考虑初弯曲、加荷偏心及残余应力等缺陷考虑初弯曲、加荷偏心及残余应力等缺陷的影响，此时材料已进入弹塑性阶段，整体稳定临界力显著的影响，此时材料已进入弹塑性阶段，整体稳定临界力显著的影响，此时材料已进入弹
6、塑性阶段，整体稳定临界力显著的影响，此时材料已进入弹塑性阶段，整体稳定临界力显著降低，降低，降低，降低，必须以必须以 b代替进行修正。代替进行修正。（4.4.27）轧制普通工字钢轧制普通工字钢根据钢号和侧向支承点间的距离，其根据钢号和侧向支承点间的距离，其 b值值直接由查表得到，当直接由查表得到，当 b值大于值大于0.60.6时，也需要进行修正。时，也需要进行修正。第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure（4.4.28）2.2.双向受弯梁双向受弯梁My绕弱轴的弯矩；绕弱轴的弯矩；Wx、Wy按
7、受压纤维确定的对按受压纤维确定的对x轴和对轴和对y轴的毛截面模量；轴的毛截面模量； b绕强轴弯曲确定的梁整体稳定系数。绕强轴弯曲确定的梁整体稳定系数。 y取值同塑性发展系数，但并不表示截面沿取值同塑性发展系数，但并不表示截面沿y轴已经进轴已经进入塑性阶段，而是为了降低后一项的影响和保持与强度公入塑性阶段，而是为了降低后一项的影响和保持与强度公式的一致性。式的一致性。第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure1）荷载的类型；荷载的类型；2）荷载的作用位置；荷载的作用位置； 3）梁的侧向刚度梁的侧
8、向刚度EIy、扭转刚度扭转刚度GIt、翘曲刚度翘曲刚度EI；4）受压翼缘的自由长度受压翼缘的自由长度l1；5）梁的支座约束程度。梁的支座约束程度。4.4.5影响梁整体稳定的因素及增强梁整体稳定的措施影响梁整体稳定的因素及增强梁整体稳定的措施 提高梁受压翼缘的侧向稳定性是提高梁整体稳定的有效方法。较经济合理的方法是设置侧向支撑，减少梁受压翼缘的自由长度。1.1.影响梁整体稳定的因素影响梁整体稳定的因素2.2.增强梁整体稳定的措施增强梁整体稳定的措施1）增大受压翼缘的宽度增大受压翼缘的宽度；2）在受压翼缘设置侧向支撑在受压翼缘设置侧向支撑；3）当梁跨内无法增设侧向支撑时，宜采取闭合箱形截面当梁跨内
9、无法增设侧向支撑时，宜采取闭合箱形截面；4）增加梁两端的约束提高其稳定承载力。采取措施使梁端不能发增加梁两端的约束提高其稳定承载力。采取措施使梁端不能发 生扭转。生扭转。第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure 4.4.6 不需验算梁的整体稳定的情况不需验算梁的整体稳定的情况 （1）H型钢或工字形截面简支梁受压翼缘自由长度型钢或工字形截面简支梁受压翼缘自由长度l1与其与其宽度宽度b1之比不超过下表所列数值时之比不超过下表所列数值时。H型钢或工字形截面简支梁不需验算整体稳定性的最大型钢或工字形
10、截面简支梁不需验算整体稳定性的最大l1/b1值值第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure（3 3）对箱形截面简支梁，当满足对箱形截面简支梁，当满足h/b0 6，且，且l1/b195（235/fy）时结构就不会丧失整体稳定。时结构就不会丧失整体稳定。图图4.4.5箱形截面箱形截面 （2 2）有有刚刚性性铺铺板板密密铺铺在在梁梁的的受受压压翼翼缘缘上上并并与与其其牢牢固固相相连连接接，能能阻止梁受压翼缘侧向位移（截面扭转）时。阻止梁受压翼缘侧向位移（截面扭转）时。第四章第四章 受弯构件的计算原理
11、受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure 例例6-1：某简支梁，焊接工字形截面，跨度中点及两端都某简支梁，焊接工字形截面，跨度中点及两端都设有侧向支承，可变荷载标准值及梁截面尺寸如图所示，荷设有侧向支承，可变荷载标准值及梁截面尺寸如图所示，荷载作用于梁的上翼缘，设梁的自重为载作用于梁的上翼缘，设梁的自重为1.57kN/m，材料为，材料为Q235，试计算此梁的整体稳定性。，试计算此梁的整体稳定性。解解：步骤步骤1判定是否要进行整体稳定的验算判定是否要进行整体稳定的验算梁受压翼缘自由长度梁受压翼缘自由长度l16m，l1/b16
12、00272216，因此应计算梁的整体稳定。因此应计算梁的整体稳定。第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure步骤步骤2计算梁的截面几何参数计算梁的截面几何参数梁截面几何参数：梁截面几何参数：Ix=4050106mm4，Iy32.8106mm4 A=13800mm2，Wx570104mm3步骤步骤3计算梁的最大弯矩设计值计算梁的最大弯矩设计值第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure查表得：查表
13、得： b=1.15；代入代入 b计算公式得：计算公式得： b=1.1520.6,需要修正，需要修正， b=0步骤步骤4计算整体稳定系数计算整体稳定系数步骤步骤5校核梁的整体稳定校核梁的整体稳定故梁的整体稳定可以保证故梁的整体稳定可以保证第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure 受弯构件在荷载作用下，受弯构件在荷载作用下，当荷载达到某一值时，梁的腹当荷载达到某一值时，梁的腹板和受压翼缘将不能保持平衡状态，发生出平面波形鼓曲，板和受压翼缘将不能保持平衡状态，发生出平面波形鼓曲，称为梁的称为梁的局
14、部失稳局部失稳。梁的局部稳定问题，其实质是组成梁的。梁的局部稳定问题，其实质是组成梁的矩形薄板在各种应力的作用下的屈曲问题。矩形薄板在各种应力的作用下的屈曲问题。4.5 4.5 梁板件的局部稳定梁板件的局部稳定图图4.5.1局部失稳局部失稳现象现象受压翼缘屈曲受压翼缘屈曲腹板屈曲腹板屈曲第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure局部失稳的后果局部失稳的后果：恶化工作条件，降低构件的承载能力，动力荷载作用下易引恶化工作条件，降低构件的承载能力，动力荷载作用下易引起疲劳破坏。起疲劳破坏。还可能因为
15、梁刚度不足，挠度过大，影响正常使用；钢结构还可能因为梁刚度不足，挠度过大，影响正常使用；钢结构表面锈蚀严重，耐久性差。表面锈蚀严重，耐久性差。局部稳定局部稳定构件的局部稳定问题就是保证梁的受压翼缘以及梁的腹板等板构件的局部稳定问题就是保证梁的受压翼缘以及梁的腹板等板件在构件整体失稳前不发生局部失稳或者在设计中合理利用这件在构件整体失稳前不发生局部失稳或者在设计中合理利用这些板件的屈曲后性能。些板件的屈曲后性能。第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure1.1.薄板屈曲概念薄板屈曲概念实腹式截面
16、（如工字形、槽形、箱形）构件都由一些板件组成。这实腹式截面（如工字形、槽形、箱形）构件都由一些板件组成。这些板件在中面（平分板厚的平面）内的一定压力作用下，不能保持些板件在中面（平分板厚的平面）内的一定压力作用下，不能保持其平面变形状态下的平衡形式，发生弯曲变形。这种现象称为板件其平面变形状态下的平衡形式，发生弯曲变形。这种现象称为板件失稳，对于整个轴心受压构件来说称局部失稳（屈曲）。失稳，对于整个轴心受压构件来说称局部失稳（屈曲）。Nx单位宽度上的力，单位宽度上的力，Nx= xt，t板厚板厚NxNx面内压力面内压力作用在中面内的压力和剪力作用在中面内的压力和剪力中面中面Nxy4.5.1矩形薄
17、板的屈曲矩形薄板的屈曲第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure矩形板在均布压力作用下，从平面变形状态到弯曲变形状态，存在一矩形板在均布压力作用下，从平面变形状态到弯曲变形状态，存在一个过渡状态，这就是个过渡状态，这就是临界状态临界状态。相应于临界状态的外力称。相应于临界状态的外力称临界力临界力，相，相应于临界状态的应力是应于临界状态的应力是临界应力临界应力。当压力。当压力N Nx x增加到屈曲临界力时，平增加到屈曲临界力时，平板就开始屈曲，根据薄板弯曲理论，中面压力作用下板弯曲变形的平板就开
18、始屈曲，根据薄板弯曲理论，中面压力作用下板弯曲变形的平衡微分方程是衡微分方程是：（4.5.24.5.2）2.2.板件弹性阶段的临界应力板件弹性阶段的临界应力（1 1）四边简支矩形板受均匀压力作用）四边简支矩形板受均匀压力作用板屈曲后任一点的挠度；板屈曲后任一点的挠度；D板单位宽度的抗弯刚度；板单位宽度的抗弯刚度；t板厚；板厚；Nx单位板宽的压力；单位板宽的压力；E弹性模量；弹性模量； 泊桑系数泊桑系数第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure四边简支矩形板边界条件是板边缘的挠度为零，弯矩为零，
19、即四边简支矩形板边界条件是板边缘的挠度为零，弯矩为零，即 x=0、a时时，=0。y=0，b时时，=0。对于四边简支板，式（对于四边简支板，式（4.5.24.5.2）中的挠度的解可用双重三角级数表示，）中的挠度的解可用双重三角级数表示，即即Amn为待定系数，为待定系数，m、n分别是板在分别是板在x方向和方向和y方向的屈曲半波数，方向的屈曲半波数，m=1、2、3、，n=1、2、3、，a和和b分别为板的长度和宽度。分别为板的长度和宽度。abxtyx纵向可有数个半波纵向可有数个半波ayb1=b/2图图4.5.2单向面内荷载作用下的四边简支板单向面内荷载作用下的四边简支板第四章第四章 受弯构件的计算原理
20、受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure(4.5.4)(4.5.4)上式给出了能使板在微弯状态下平衡的上式给出了能使板在微弯状态下平衡的Nx与板的几何尺寸、物理性与板的几何尺寸、物理性能以及屈曲模态的半波数之间关系。要使临界力能以及屈曲模态的半波数之间关系。要使临界力Nxcr最小，最小，取取n=1，即板在宽度即板在宽度(y)方向只能弯曲成一个半波。得最小临界压力为：方向只能弯曲成一个半波。得最小临界压力为：解得解得Nx的临界值的临界值Nxcr：（4.5.5）（4.5.5）k板的屈曲系数板的屈曲系数第四章第四章 受弯构件的计
21、算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure可以看出当可以看出当a/b1时时k值变化不大。值变化不大。设计时，可取设计时，可取k=4.0（4.5.7）板在弹性阶段的临界应力表达式板在弹性阶段的临界应力表达式图图4.5.3系数系数k和和a/b的关系的关系m=1m=2 m=3m=401234a/b2468k第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure其它支承情况的矩形板，采用相同的分析方法可得相同的其它支承情况的矩形板，采用相
22、同的分析方法可得相同的临界应力表达式，计算仍用式，但临界应力表达式，计算仍用式，但稳定系数稳定系数k k取值不同。取值不同。（2 2）三边简支，与压力平行的一边自由的矩形板）三边简支，与压力平行的一边自由的矩形板（3 3）三边简支，与压力平行的一边有卷边的矩形板）三边简支，与压力平行的一边有卷边的矩形板（4 4）其它支承情况的矩形板）其它支承情况的矩形板与压力平行的两边为固定时与压力平行的两边为固定时与压力平行的一边为固定，一边为简支时与压力平行的一边为固定，一边为简支时与压力平行的一边为固定，一边为自由时与压力平行的一边为固定，一边为自由时第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢
23、结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure3.3.板组中板件弹性阶段的临界应力板组中板件弹性阶段的临界应力轴心压杆的截面是由多块板件组成的，各板件在相连处提供轴心压杆的截面是由多块板件组成的，各板件在相连处提供的支承约束（属弹性约束），使相邻板件不能像理想简支那的支承约束（属弹性约束），使相邻板件不能像理想简支那样完全自由转动，应考虑板组间的约束因素。引入板组样完全自由转动，应考虑板组间的约束因素。引入板组约束约束系数（弹性嵌固系数系数（弹性嵌固系数 ）则板的弹性临界应力为：则板的弹性临界应力为：（4.5.8） 的大小取决于相连板件的相对刚度。
24、如工字形截面腹板取的大小取决于相连板件的相对刚度。如工字形截面腹板取 = =1.3，翼缘取，翼缘取 = =1.0。取取E=2.06105MPa；=0.3，则则第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure（4.5.9）临界屈曲应力：临界屈曲应力：梁局部稳定临界应力的大小与所受外力、支承情况和板的长梁局部稳定临界应力的大小与所受外力、支承情况和板的长宽比宽比（a a/ /b b）有关，与板的宽厚比有关，与板的宽厚比（b b/ /t t）的平方成反比。的平方成反比。 减小板宽可有效地提高临界应力。另外
25、，临界应力与钢材强减小板宽可有效地提高临界应力。另外，临界应力与钢材强度无关，采用高强度钢材并不能提高板的局部稳定性能。度无关，采用高强度钢材并不能提高板的局部稳定性能。第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure箱形截面翼缘箱形截面翼缘的中间部分相当于四边简支板的中间部分相当于四边简支板，k4.0，翼缘翼缘的临界力不低于钢材的屈服点：的临界力不低于钢材的屈服点：4.5.2梁受压翼缘的局部稳定梁受压翼缘的局部稳定（4.5.10）（4.5.11）翼缘板受力较为简单，按翼缘板受力较为简单，按限制板件
26、宽厚比限制板件宽厚比的方法来保证局部的方法来保证局部稳定性。稳定性。第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure计算简图计算简图ABCDb1a ABCD受压翼缘屈曲受压翼缘屈曲 三边简支、一边自由板：三边简支、一边自由板：k=0.425+(b/a)2工字形，工字形，T T形截面的翼缘和箱形悬伸部分的翼缘属于三边简支，一边形截面的翼缘和箱形悬伸部分的翼缘属于三边简支，一边自由的矩形板，在两相对简支边均匀受压下工作。自由的矩形板，在两相对简支边均匀受压下工作。由由由由令令a/b=， 1， =0.25
27、，k=0.425强度计算不考虑截面塑性发展强度计算不考虑截面塑性发展（ x x=1.0=1.0）时时：强度计算考虑截面塑性发展时：强度计算考虑截面塑性发展时：第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure梁腹板受力复杂，厚度较小，主要承受剪力，采用加大板厚的方法梁腹板受力复杂，厚度较小，主要承受剪力，采用加大板厚的方法来保证腹板的局部稳定不经济，也不合理。来保证腹板的局部稳定不经济，也不合理。一般采用加劲肋的方法一般采用加劲肋的方法来减小板件尺寸，来减小板件尺寸，防止腹板屈曲。防止腹板屈曲。从而提
28、高局部稳定承载力。从而提高局部稳定承载力。4.5.3梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定横向加劲肋横向加劲肋主要防止剪应力和局部压应力作用下的腹板失稳；主要防止剪应力和局部压应力作用下的腹板失稳；纵向加劲肋纵向加劲肋主要防止弯曲压应力可能引起的腹板失稳；主要防止弯曲压应力可能引起的腹板失稳；短加劲肋短加劲肋主要防止局部压应力下的腹板失稳。主要防止局部压应力下的腹板失稳。纵向加劲肋纵向加劲肋横向加劲肋横向加劲肋短加劲肋短加劲肋第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure屈曲应力统一表达式屈曲应力统一表
29、达式第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure1.腹板的纯剪屈曲腹板的纯剪屈曲腹板的纯剪切屈曲发生在中性轴附近。四边简支的矩形板，在均腹板的纯剪切屈曲发生在中性轴附近。四边简支的矩形板，在均匀分布的剪应力的作用下，屈曲时呈现沿匀分布的剪应力的作用下，屈曲时呈现沿45方向的倾斜的鼓曲，方向的倾斜的鼓曲，这个方向与主压应力的方向垂直，板弹性阶段临界剪应力为这个方向与主压应力的方向垂直，板弹性阶段临界剪应力为:图图4.5.5板的纯剪屈曲板的纯剪屈曲b)crcr屈曲变形屈曲变形lminlmax1122
30、a)屈曲原因屈曲原因lmaxlmin（4.5.15）第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure当当a1.2为弹性状态，为弹性状态， s0.8规范认为临界剪应力会进入塑规范认为临界剪应力会进入塑性，而当性，而当0.8 s1.2时，临界剪应力处于弹塑性状态。时，临界剪应力处于弹塑性状态。规范规范规定仅受剪应力作用的腹板，不会发生剪切失规定仅受剪应力作用的腹板，不会发生剪切失稳的高厚比限值取稳的高厚比限值取。（要求临界剪应力进入塑性）。（要求临界剪应力进入塑性）（4.5.26）如不设横向加劲肋，如不
31、设横向加劲肋，ab，b/a0，k5.34, =1.23第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure2.2.腹板的纯弯屈曲腹板的纯弯屈曲maxtwmintwbamaxtwmintw图图4.5.9腹板受弯屈曲腹板受弯屈曲（4.5.27）如果梁腹板过薄，当弯矩达到一如果梁腹板过薄，当弯矩达到一定值后，在弯曲压应力作用下腹定值后，在弯曲压应力作用下腹板会发生屈曲，形成多波失稳。板会发生屈曲，形成多波失稳。设梁腹板为纯弯作用下的四边简设梁腹板为纯弯作用下的四边简支板，屈曲系数支板，屈曲系数k23.9，如果
32、不，如果不考虑上、下翼缘对腹板的转动约考虑上、下翼缘对腹板的转动约束作用，令束作用，令b=h0,可得到腹板简支可得到腹板简支于翼缘的临界力公式：于翼缘的临界力公式：有效的阻止纯弯屈曲的措施是在有效的阻止纯弯屈曲的措施是在腹板受压区中部偏上的部位设置腹板受压区中部偏上的部位设置纵向加劲肋，加劲肋距受压边的纵向加劲肋，加劲肋距受压边的距离为距离为h1=(1/5-1/4)h0.第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure考虑上、下翼缘对腹板的转动约束作用时：考虑上、下翼缘对腹板的转动约束作用时：受拉翼
33、缘受拉翼缘刚度大，刚度大，梁腹板和受拉翼缘相连接的转动基本被约束，相当于完全嵌固。梁腹板和受拉翼缘相连接的转动基本被约束，相当于完全嵌固。受受压翼缘压翼缘对腹板的约束除与本身的刚度有关外，还和限制其转动的构对腹板的约束除与本身的刚度有关外，还和限制其转动的构造有关。有构造限制时造有关。有构造限制时c c1.66；没有构造限制时没有构造限制时c c=1.23.令令 crfy，可得梁受压翼缘的扭转可得梁受压翼缘的扭转受到约束受到约束和和没有受到约束没有受到约束时，腹时，腹板在纯弯作用下不发生局部失稳的高厚比限值分别为：板在纯弯作用下不发生局部失稳的高厚比限值分别为：规范规定腹板不设置纵向加劲肋的限
34、值为：规范规定腹板不设置纵向加劲肋的限值为：第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure在弹性范围可取在弹性范围可取:为参数，即：为参数，即：为参数，即：为参数，即：引入通用高厚比引入通用高厚比第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure0.851.01.25 bcrfyfA AB B0第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciples
35、ofSteelStructure若在局部压应力下不发生局部失稳，应满足：若在局部压应力下不发生局部失稳，应满足：腹板在局部压应力下不会发生腹板在局部压应力下不会发生屈曲的高厚比限值为屈曲的高厚比限值为: :hoa规范取：规范取：3.3.腹板在局部压应力作用下的屈曲腹板在局部压应力作用下的屈曲屈曲系数屈曲系数k k与板的边长比有关与板的边长比有关（4.5.39）（）（4.5.40）翼缘对腹板的约束系数为：翼缘对腹板的约束系数为：第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure引入通用高厚比引入通用高厚
36、比第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure4.4.梁腹板加劲肋设置原则梁腹板加劲肋设置原则第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure直接承受动力荷载的实腹梁：直接承受动力荷载的实腹梁：时，应配置横向加劲肋；时，应配置横向加劲肋；或按计算需要时，应在弯
37、曲受压较大区格，加配纵向加劲肋。局部或按计算需要时，应在弯曲受压较大区格，加配纵向加劲肋。局部压应力很大的梁，应在受压区配置短加劲肋。压应力很大的梁，应在受压区配置短加劲肋。（4）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。）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。（3）第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure（1 1） 横向加劲肋加强的腹板横向加劲肋加强的腹板h0 0ahoa 计算区格，平均弯矩作用下，腹板计算高度边缘的弯曲压应力；计算区格，平均弯矩作用
38、下，腹板计算高度边缘的弯曲压应力； -计算区格，平均剪力作用下，腹板截面剪应力；计算区格，平均剪力作用下，腹板截面剪应力； c c腹板计算高度边缘的局部压应力，计算时取腹板计算高度边缘的局部压应力，计算时取=1.0=1.0。5.5.腹板在几种应力联合作用下的屈曲腹板在几种应力联合作用下的屈曲（4.5.48）第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure（2 2）同时设置横向和纵向加劲肋加强的腹板）同时设置横向和纵向加劲肋加强的腹板h1ah hh h1 1）受压区区格）受压区区格 ：（4.5.49）
39、第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure2)2)下区格下区格 ：ah hh hh2 计算区格，平均弯矩作用下，腹板纵向加劲肋处的弯曲计算区格，平均弯矩作用下，腹板纵向加劲肋处的弯曲 压应力；压应力； 腹板在纵向加劲肋处的局部压应力，取腹板在纵向加劲肋处的局部压应力，取 计算同前。计算同前。（4.5.56）第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算
40、原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructureh1) )受压翼缘和纵向加劲肋间设有短加劲肋的区格板受压翼缘和纵向加劲肋间设有短加劲肋的区格板ah hh ha a1 1（4.5.49）第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理
41、 DesignPrinciplesofSteelStructure6.6.腹板局部稳定验算步骤腹板局部稳定验算步骤实腹梁腹板局部稳定的验算比较复杂。验算步骤如下：实腹梁腹板局部稳定的验算比较复杂。验算步骤如下：(1)计算高厚比。若满足规定限值，或不必设置加劲肋；或根据构计算高厚比。若满足规定限值，或不必设置加劲肋；或根据构造要求设置横向加劲肋，但不需验算稳定性。造要求设置横向加劲肋，但不需验算稳定性。(2)当高厚比超过规定限值时，应按规定设置横向加劲肋或横向、当高厚比超过规定限值时，应按规定设置横向加劲肋或横向、纵向加劲肋。纵向加劲肋。1）先设定加劲肋间距先设定加劲肋间距a。2）计算加劲肋之间
42、板块的平均弯曲正应力、平均力剪应力和局计算加劲肋之间板块的平均弯曲正应力、平均力剪应力和局部压应力。部压应力。3）计算各种单一力学状态下的临界应力：临界弯曲应力计算各种单一力学状态下的临界应力：临界弯曲应力( ( crcr) )、临界剪应力临界剪应力( cr)、临界局部压应力临界局部压应力( c,cr)。4）验算腹板稳定。过于富裕或不满足设计要求时，可调整纵、验算腹板稳定。过于富裕或不满足设计要求时，可调整纵、横向加劲肋的间距，再进行验算。横向加劲肋的间距，再进行验算。第四章第四章 受弯构件的计算原理受弯构件的计算原理钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure（3）需验算的截面位置，首先是梁的端部第一块板段需验算的截面位置，首先是梁的端部第一块板段（此（此处剪力最大）；截面改变处的板段（剪应力小些但正应力大处剪力最大）；截面改变处的板段（剪应力小些但正应力大）和跨中截面（正应力最大和跨中截面（正应力最大 ）。）。
