东大工程结构设计原理课件06钢梁承载力计算原理

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1、东南大学远程教育结构设计原理第三十讲主讲教师：曹双寅舒赣平第30讲：受弯构件－梁（5）上一讲内容5－201、受弯构件（梁）的破坏类型2、受弯构件的设计思路第30讲：受弯构件－梁（5）5－21钢梁的设计要求钢梁的设计应满足：强度、整体稳定、局部稳定和刚度四个方面的要求。前三项属于承载能力极限状态计算，采用荷载的设计值；第四项为正常使用极限状态的计算，计算挠度时按荷载的标准值进行第30讲：受弯构件－梁（5）5－22钢梁的强度钢梁的强度计算包括：正应力、剪应力、局部压应力和折算应力四个方面。第四项为正常使用极限状态的计算，计算挠度时按荷载的标准值进行第

2、30讲：受弯构件－梁（5）5－23弯曲正应力截面应力分布：3个受力阶段极限状态的确定：截面塑性开展系数目的？动力荷载作用下不考虑。第30讲：受弯构件－梁（5）5－24弯曲正应力设计公式：单向弯曲时双向弯曲时第30讲：受弯构件－梁（5）5－25剪应力设计公式：最大剪应力可近似按下式计算第30讲：受弯构件－梁（5）5－26局部压应力产生的原因和位置：集中荷载作用截面；翼缘于腹板结合处（上、下）。腹板的计算高度边缘计算公式：lZ＝a+2hy第30讲：受弯构件－梁（5）5－27折算应力产生的原因和位置：在弯矩、剪力都较大的截面，在腹板的计算高度边缘同一点

3、上同时产生的正应力、剪应力和局部压应力。应按下式验算其折算应力：σ、τ、σC分别为腹板计算高度边缘处同一点上同时产生的正应力、剪应力和局部压应力。第30讲：受弯构件－梁（5）5－28钢梁的刚度对梁的挠度要加以限制：—梁跨中的最大挠度，根据结构力学知识求得，计算时荷载取标准值；—梁的容许挠度第30讲：受弯构件－梁（5）下一讲的主要内容5－291、钢受弯构件（梁）整体稳定概念2、影响梁整体稳定的因素3、梁整体稳定的规范规定东南大学远程教育结构设计原理第三十一讲主讲教师：曹双寅舒赣平第31讲：受弯构件－梁（5）上一讲内容5－301、钢受弯构件（梁）的设

4、计要求2、钢受弯构件的强度3、钢受弯构件的刚度第31讲：受弯构件－梁（5）5－31钢梁的整体稳定定义：梁在弯矩作用平面内弯曲，但当弯矩逐渐增加，达到某一数值时，窄而高的梁将在截面承载力尚未充分发挥之前突然发生侧向的弯曲和扭转，使梁丧失继续承载的能力，这种现象即为梁的整体失稳。问题关键：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。第31讲：受弯构件－梁（5）5－32梁整体稳定的基本理论(三个平衡方程)变形特征：绕x、y轴弯曲，绕z轴旋转边界条件：第31讲：受弯构件－梁（5）5－33梁整体稳定的基本理论(三个平衡方程)联立求解得最小临界弯矩

5、纯弯：一般截面及受力状态：c1、c2、c3与荷载有关的系数；a—横向荷载作用点至截面剪力中心S的距离。跨中集中荷载：c1=1.35，c2=0.55，c3=0.40纯弯曲：c1=1.0，c2=0.0，c3=1.0第31讲：受弯构件－梁（5）5－34影响梁整体稳定的主要因素1、与荷载类型有关；纯弯：沿梁长方向弯矩图为矩形，受压翼缘的压应力沿梁长保持不变，梁易失稳；跨中集中荷载：弯矩图呈三角形，靠近支座处M减少，受压翼缘的压应力随之降低，提高了梁的整体稳定性。2、与荷载的作用位置有关；横向荷载作用在上翼缘，荷载的附加效应加大了截面的扭转，降低了梁的临界

6、弯矩。反之，可提高梁的稳定性。第31讲：受弯构件－梁（5）5－35影响梁整体稳定的主要因素3、与梁的侧向刚度Ely有关提高梁的侧向刚度EIy可以显蓍提高梁的临界弯矩，而增大梁的抗扭刚度GIt和抗翘曲刚度EIw虽然也可以提高Mcr，但效果不大。4、与受压翼缘的自由长度l1有关减少l1可显著提高梁的临界弯矩Mcr，这可以通过增设梁的侧向支承来解决。无论跨中有无侧向支承，在支座处均应采取构造措施以防止梁端截面的扭转。第31讲：受弯构件－梁（5）5－36《钢结构设计规范》（GBJ17-88）规定符合下列情况之一时，可不计算梁的整体稳定性。（1）有铺板（各

7、种钢筋混凝土和钢板）密铺在梁在受压翼缘上并与其牢固相连、能阻止梁受压翼缘的侧向位移时。（2）H型钢或工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度l1与其宽度b1之比不超过下表所规定的数值时。当采取了必要的措施阻止梁受压翼缘发生侧向变形；或者使梁的整体稳定临界弯矩高于梁的屈服弯矩，此时验算了梁的抗弯强度后也就不需再验算梁的整体稳定。第31讲：受弯构件－梁（5）5－37H型钢或工字形截面简支梁不需计算整体稳定性的最大l1/b1第31讲：受弯构件－梁（5）5－38对箱形截面梁，如不满足上述第一条能阻止梁侧向位移的条件时，应满足h/b06，且l1/b0，第31讲：

8、受弯构件－梁（5）下一讲的主要内容5－391、钢受弯构件（梁）整体稳定的计算a.梁的整体稳定系数的计算；b.梁整体稳定的计算公式及注意点