《钢结构第三章1梁》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢结构第三章1梁（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 受弯构件梁第一节第一节第一节第一节 受弯构件的形式和应用受弯构件的形式和应用受弯构件的形式和应用受弯构件的形式和应用一、一、类型类型受弯和受剪受弯和受剪第三章 受弯构件梁轧成梁（型钢梁）：轧成梁（型钢梁）：热热轧型钢轧型钢焊接型钢焊接型钢冷弯成型冷弯成型组合梁（板梁）：组合梁（板梁）：焊接工字形截面焊接工字形截面箱形截面箱形截面第三章 受弯构件梁二二、应用应用楼楼层层梁梁、屋屋面面梁梁、吊吊车车梁梁，平台梁平台梁；墙墙梁，檩条梁，檩条第三章 受弯构件梁简支梁、连续梁、伸臂梁简支梁、连续梁、伸臂梁；实腹梁、空腹梁实腹梁、空腹梁；第三章 受弯构件梁梁格：由纵横交错的主，次梁组成的平面体系梁
2、格：由纵横交错的主，次梁组成的平面体系简式梁格（单向梁格）简式梁格（单向梁格）简式梁格（单向梁格）简式梁格（单向梁格）普通式梁格（双向梁格）普通式梁格（双向梁格）普通式梁格（双向梁格）普通式梁格（双向梁格）复式梁格复式梁格复式梁格复式梁格第三章 受弯构件梁三三、设计要求设计要求截面选型截面选型满足强度、稳定性要求满足强度、稳定性要求(承载力极限状态承载力极限状态)满足挠度要求满足挠度要求(正常使用极限状态正常使用极限状态)构造措施构造措施第三章 受弯构件梁第二节第二节第二节第二节 受弯构件的强度和挠度受弯构件的强度和挠度受弯构件的强度和挠度受弯构件的强度和挠度一、一、抗弯强度抗弯强度1、正截面
3、应力分布、正截面应力分布抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度、复杂应力强度抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度、复杂应力强度第三章 受弯构件梁弹性阶段弹性阶段：Me= We fy ，弹性极限弯矩弹性极限弯矩We 弹性截面抵抗矩弹性截面抵抗矩弹塑性阶段弹塑性阶段：MxMe时截面发生塑性变形时截面发生塑性变形塑性阶段塑性阶段：全截面应力达到：全截面应力达到fy时时，塑性极限状态，塑性极限状态第三章 受弯构件梁塑性极限弯矩塑性极限弯矩Wp 塑性截面抵抗矩，面积矩之和塑性截面抵抗矩，面积矩之和S S S S1 1 1 1，S S S S2 2 2 2：截面上半部分和下半部分：截面上半部分和下半部分：截面上半部
4、分和下半部分：截面上半部分和下半部分 对塑性中和轴的面积矩对塑性中和轴的面积矩对塑性中和轴的面积矩对塑性中和轴的面积矩塑性中和轴塑性中和轴塑性中和轴塑性中和轴：截面面积的平分线截面面积的平分线截面面积的平分线截面面积的平分线第三章 受弯构件梁截面形状系数截面形状系数：F F取决于截面几何形状而与材料无关取决于截面几何形状而与材料无关 矩形截面矩形截面： We =bh2/6， Wp =bh2/4第三章 受弯构件梁矩形截面矩形截面g gF=1.5，工形截面工形截面g gF1.10第三章 受弯构件梁钢梁能否采用塑性设计考虑的因素钢梁能否采用塑性设计考虑的因素钢梁能否采用塑性设计考虑的因素钢梁能否采用
5、塑性设计考虑的因素： 1 1 1 1、变形的影响、变形的影响、变形的影响、变形的影响 2 2 2 2、剪应力的影响、剪应力的影响、剪应力的影响、剪应力的影响 3 3 3 3、局部稳定影响、局部稳定影响、局部稳定影响、局部稳定影响 4 4 4 4、直接承受动载或连续重复荷载作用下，、直接承受动载或连续重复荷载作用下，、直接承受动载或连续重复荷载作用下，、直接承受动载或连续重复荷载作用下，可能发生突可能发生突可能发生突可能发生突然脆断，然脆断，然脆断，然脆断，不能采用塑性设计不能采用塑性设计不能采用塑性设计不能采用塑性设计第三章 受弯构件梁设计表达式：设计表达式：弹性设计弹性设计受受动载动载梁梁部
6、分部分塑性设计塑性设计受受静载静载梁梁规范规定：规范规定：规范规定：规范规定： 直接承受动载或直接承受动载或直接承受动载或直接承受动载或 采用弹性设计（设计依据采用弹性设计（设计依据采用弹性设计（设计依据采用弹性设计（设计依据: : : :弹性阶段）。弹性阶段）。弹性阶段）。弹性阶段）。 一般的承受静载和间接承受动载的梁：一般的承受静载和间接承受动载的梁：一般的承受静载和间接承受动载的梁：一般的承受静载和间接承受动载的梁： 采用部分发展塑性变形来计算（弹塑性阶段）。采用部分发展塑性变形来计算（弹塑性阶段）。采用部分发展塑性变形来计算（弹塑性阶段）。采用部分发展塑性变形来计算（弹塑性阶段）。第三
7、章 受弯构件梁双向弯曲双向弯曲截面塑性截面塑性发展系数展系数（见书（见书139页表页表4-4）直接承受直接承受动载和和第三章 受弯构件梁水工：容水工：容许应力法力法a a、计算弯矩用算弯矩用标准准值b b、容、容许弯弯应力替代抗弯力替代抗弯强强度度设计值c c、不考、不考虑塑性塑性发展系数展系数 第三章 受弯构件梁二二、抗剪强度抗剪强度(1)材料力学，弹性剪应力材料力学，弹性剪应力(2)计算最大剪应力计算最大剪应力第三章 受弯构件梁三三、局部承压强度局部承压强度(1)受支座反力受支座反力R、集中力集中力F处处(2)局部压应力，局部压应力，45角扩散角扩散(3)腹板边缘压应力较大腹板边缘压应力较
8、大(4)假定边缘压应力均匀分布假定边缘压应力均匀分布分布长度分布长度lz=a+2hy计算平均压应力计算平均压应力第三章 受弯构件梁(5)吊车梁移动轮压吊车梁移动轮压(6)局部压应力分布不均匀局部压应力分布不均匀分布长度分布长度lz=a+2hy +2hR计算压应力计算压应力y y集中荷载增大系数，重级工作制吊车集中荷载增大系数，重级工作制吊车y y =1.35第三章 受弯构件梁(7)腹板薄较时，有集中力和腹板薄较时，有集中力和支座处设支承加劲肋，支座处设支承加劲肋，s sc=0(8)计算支承加劲肋稳定性计算支承加劲肋稳定性第三章 受弯构件梁四四、折算应力折算应力(1)腹腹板板边边缘缘同同时时受受
9、正正应应力力s s1 、剪剪应应力力t t1和压应力和压应力s sc作用作用(2)计算折算应力计算折算应力如如s s1与与s sc同号或同号或s sc =0，b b1=1.1；如如s s1与与s sc异号，异号，b b1=1.2第三章 受弯构件梁五五、构件挠度构件挠度1、梁的弯曲变形、梁的弯曲变形(1)荷载标准值组合，计算弹性变形荷载标准值组合，计算弹性变形w w，图乘法图乘法(2)准确计算：准确计算：简支梁，固端梁，悬臂梁简支梁，固端梁，悬臂梁第三章 受弯构件梁2、变形限制值、变形限制值(1)主梁主梁w/w/l=1/400，次次梁梁w/w/l=1/250 (2)吊车梁吊车梁w/w/l=1/5
10、001/800 (3)墙梁、檩条墙梁、檩条w/w/l=1/1501/200 w/w/l w/w/l 第三章 受弯构件梁第三节第三节第三节第三节 受弯构件的整体稳定性受弯构件的整体稳定性受弯构件的整体稳定性受弯构件的整体稳定性一、一、梁整体失稳概念梁整体失稳概念 高而窄的梁，弯矩作用平面外刚度弱；高而窄的梁，弯矩作用平面外刚度弱； 平面外弯曲变形和扭转变形过大；平面外弯曲变形和扭转变形过大；整体失稳整体失稳：钢梁在强度破坏之前，甚至在弯应力尚未达到屈服：钢梁在强度破坏之前，甚至在弯应力尚未达到屈服点之前，因发生点之前，因发生侧向弯曲和扭转侧向弯曲和扭转而破坏（而破坏（侧向弯扭屈曲）侧向弯扭屈曲）
11、第三章 受弯构件梁二二、纯纯弯工形简支梁的弯扭失稳弯工形简支梁的弯扭失稳1 1、失稳过程、失稳过程(1)梁在弯矩作用下产生弯曲变形梁在弯矩作用下产生弯曲变形v，并并使上翼缘受压，下使上翼缘受压，下翼缘受拉翼缘受拉(2)绕动使梁产生侧向弯曲变形绕动使梁产生侧向弯曲变形u第三章 受弯构件梁(3)上翼缘压力与变形相互作用，变形增加上翼缘压力与变形相互作用，变形增加(4)下翼缘拉力与变形相互作用，变形减小下翼缘拉力与变形相互作用，变形减小(5)上上翼缘变形增大，下翼缘变形减小，截面扭转翼缘变形增大，下翼缘变形减小，截面扭转j j第三章 受弯构件梁(6)弯矩较小时，变形可以恢复，稳定状态弯矩较小时，变形
12、可以恢复，稳定状态(7)弯矩较大时，变形不能恢复，失稳状态弯矩较大时，变形不能恢复，失稳状态(8)弯扭弯扭变形平衡，临界状态变形平衡，临界状态第三章 受弯构件梁2 2、临界状态方程、临界状态方程(1)纯弯构件纯弯构件梁弯扭失稳平衡方程梁弯扭失稳平衡方程第三章 受弯构件梁(2)解解平衡方程的临界弯矩平衡方程的临界弯矩(3)影响影响临界弯矩的参数：临界弯矩的参数：平面外弯曲刚度平面外弯曲刚度EIy，扭转刚度扭转刚度GJ，l1l1梁受压翼缘自由长度，为侧向支承点的间距梁受压翼缘自由长度，为侧向支承点的间距kk系数（与荷载形式、作用位置、支承情况等有关）系数（与荷载形式、作用位置、支承情况等有关）第三
13、章 受弯构件梁(a) (a) EIEIy y和和和和GJGJ越大，越大，越大，越大，l l1 1 1 1越小，临界弯矩越大越小，临界弯矩越大越小，临界弯矩越大越小，临界弯矩越大 I Iy y和和和和J J的大小主要由翼缘宽度确定的大小主要由翼缘宽度确定的大小主要由翼缘宽度确定的大小主要由翼缘宽度确定提高整体稳定性提高整体稳定性提高整体稳定性提高整体稳定性有效方法有效方法有效方法有效方法： 适当加大受压翼缘宽度适当加大受压翼缘宽度适当加大受压翼缘宽度适当加大受压翼缘宽度b b b b1 1 1 1，减小，减小，减小，减小l l l l1 1 1 1 （适当减小适当减小适当减小适当减小l l l
14、l1 1 1 1/ / / /b b b b1 1 1 1）第三章 受弯构件梁(b) 荷载作用于下翼缘比作用于上翼缘的临界弯矩大荷载作用于下翼缘比作用于上翼缘的临界弯矩大荷载作用于下翼缘比作用于上翼缘的临界弯矩大荷载作用于下翼缘比作用于上翼缘的临界弯矩大 作用在上翼缘作用在上翼缘: :加剧变形加剧变形作用在下翼缘对梁稳定有利：产生反变形作用在下翼缘对梁稳定有利：产生反变形第三章 受弯构件梁三、整体稳定性验算三、整体稳定性验算三、整体稳定性验算三、整体稳定性验算1 1 1 1、两种条件下，可不验算、两种条件下，可不验算、两种条件下，可不验算、两种条件下，可不验算a a a a、刚性铺板和梁受压翼
15、缘牢固相连，能阻止梁受压翼、刚性铺板和梁受压翼缘牢固相连，能阻止梁受压翼、刚性铺板和梁受压翼缘牢固相连，能阻止梁受压翼、刚性铺板和梁受压翼缘牢固相连，能阻止梁受压翼缘侧向位移缘侧向位移缘侧向位移缘侧向位移b b b b、工字形截面简支梁、工字形截面简支梁、工字形截面简支梁、工字形截面简支梁表表表表3-13-13-13-1的数值的数值的数值的数值 加密次梁或在受压翼缘处增设支撑加密次梁或在受压翼缘处增设支撑 减少减少l1或加宽受压翼缘或加宽受压翼缘第三章 受弯构件梁工形截面简支梁满足下列要求可不计算整体稳定性工形截面简支梁满足下列要求可不计算整体稳定性跨中无侧向支承点，荷载作用跨中无侧向支承点，
16、荷载作用在上翼缘在上翼缘跨中无侧向支承点，荷载作用跨中无侧向支承点，荷载作用在下翼缘在下翼缘跨中有侧向支承点跨中有侧向支承点第三章 受弯构件梁2 2 2 2、验算、验算、验算、验算或或Wx梁受压最大纤维的毛截面抵抗矩梁受压最大纤维的毛截面抵抗矩。整体稳定系数整体稳定系数第三章 受弯构件梁四四、现行规范稳定系数现行规范稳定系数1 1、焊接工形截面简支梁、焊接工形截面简支梁一般焊接工形截面简支梁弹性稳定系数一般焊接工形截面简支梁弹性稳定系数j jbb bb为等效弯矩系数，考虑横向荷载分布，支座约为等效弯矩系数，考虑横向荷载分布，支座约束条件，荷载作用点的位置。规范已编制成与束条件，荷载作用点的位置
17、。规范已编制成与 有关的有关的表格表格第三章 受弯构件梁加强受压翼缘加强受压翼缘加强受拉翼缘加强受拉翼缘双轴对称工形截面双轴对称工形截面I1， I2为受压和受拉翼缘对为受压和受拉翼缘对y轴的惯性矩轴的惯性矩h hb考虑截面不对称性考虑截面不对称性 对于每一个型钢截面，根据不同侧向支撑间距，不对于每一个型钢截面，根据不同侧向支撑间距，不同荷载作用点位置，分别计算同荷载作用点位置，分别计算弹性稳定系数弹性稳定系数编成表格。编成表格。2、热轧工字钢截面热轧工字钢截面第三章 受弯构件梁第三章 受弯构件梁偏保守忽略偏保守忽略Iw w/Iy近似取近似取3、热轧槽钢截面热轧槽钢截面弹性稳定系数弹性稳定系数第三章 受弯构件梁4、弹塑性稳定系数弹塑性稳定系数时，非弹性失稳时，非弹性失稳弹性稳定系数弹性稳定系数j jb换算成非弹性稳定系数换算成非弹性稳定系数j jb ：梁梁进入入弹塑性塑性阶段，段，查附附录六表六表2
