钢结构设计原理-受弯构件.ppt

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1、钢结构设计原理汕头大学土木工程系本科课程第五章受弯构件受弯构件：只承受弯矩或弯矩与剪力共同作用的构件。梁刚度强度整体稳定局部稳定承载能力极限状态（设计值）正常使用极限状态（标准值）受弯构件的强度和刚度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梁板件局部稳定的基本概念、有关规定和验算方法钢梁设计第五章受弯构件受弯构件的强度和刚度12梁的扭转梁的整体稳定3第五章受弯构件一、弯曲强度c)弹性塑性塑性My

2、最大应力为：（4.2.1）Wnx—截面绕x轴的净截面模量受弯构件的强度和刚度1当最大应力达到屈服点fy时，是梁弹性工作的极限状态，其弹性极限弯矩（屈服弯矩）My截面全部进入塑性状态，应力分布呈矩形。弯矩达到最大极限称为塑性弯矩MpWp—截面对x轴的截面塑性模量xp—截面绕x轴的塑性系数在钢梁设计中，如果按照截面的全塑性进行设计，虽然可以节省钢材，但是变形比较大，会影响结构的正常使用。因此规范规定可以通过限制塑性发展区有限制的利用塑性，一般的a为h/8-h/4之间。受弯构件的强度和刚度1（塑性发展系数）与截面形状有关，而与材料的性质无关，所以又称截面形状

3、系数。不同截面形式的塑性发展系数见P119表4.2.1。梁的抗弯强度应满足：（4.2.2）（1）绕x轴单向弯曲时（4.2.3）（2）绕x、y轴双向弯曲时Mx、My——梁截面内绕x、y轴的最大弯矩设计值；Wnx、Wny——截面对x、y轴的净截面模量；x、y——截面对x、y轴的塑性发展系数；f——钢材抗弯设计强度；R——抗力分项系数受弯构件的强度和刚度1在构件截面上有一特殊点S，当外力产生的剪力作用在该点时构件只产生线位移，不产生扭转，这一点S称为构件的剪力中心，也称弯曲中心。1.剪力中心二、抗剪强度若不通过剪力中心，梁在弯曲的同时还要扭转，由于扭转是绕剪

4、力中心取矩进行的，故S点又称为扭转中心。剪力中心的位置仅与截面的形状和尺寸有关，而与外荷载无关。受弯构件的强度和刚度1常用开口薄壁截面的剪力中心S位置剪力中心S位置的一些简单规律（1）双对称轴截面和点对称截面（如Z形截面），S与截面形心重合；（2）单对称轴截面，S在对称轴上；（3）由矩形薄板中线相交于一点组成的截面，每个薄板中的剪力通过该点，S在多板件的交汇点处。受弯构件的强度和刚度1工字形截面梁中的剪应力Vy——计算截面沿腹板平面作用的剪力；Sx——计算剪应力处以上或以下毛截面对中和轴的面积矩；Ix——毛截面惯性矩；fv——钢材抗剪设计强度；t——计算点处

5、板件的厚度。（4.2.4）根据材料力学知识，实腹梁截面上的剪应力计算式为：2.弯曲剪应力计算受弯构件的强度和刚度1当梁上有集中荷载（如吊车轮压、次梁传来的集中力、支座反力等）作用时，且该荷载处又未设置支承加劲肋时，集中荷载由翼缘传至腹板，腹板边缘存在沿高度方向的局部压应力。为保证这部分腹板不致受压破坏，应计算腹板上边缘处的局部承压强度。三、局部承压强度腹板边缘局部压应力分布受弯构件的强度和刚度1腹板边缘处的局部承强度的计算公式为：（4.2.7）要保证局部承压处的局部承压应力不超过材料的抗压强度设计值。F—集中荷载，动力荷载作用时需考虑动力系数，重级工作制吊车

6、梁为1.1，其它梁为1.05；—集中荷载放大系数（考虑吊车轮压分配不均匀），重级工作制吊梁=1.35，其它梁及所有梁支座处=1.0；tw—腹板厚度lz—集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度，可按下式计算：受弯构件的强度和刚度1hy—自梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离。hR—轨道的高度，对梁顶无轨道的梁hR=0。b—梁端到支座板外边缘的距离，按实际取值，但不得大于2.5hya—集中荷载沿梁长方向的实际支承长度。对于钢轨上轮压取a=50mm；跨中集中荷载：lz=a+5hy+2hR梁端支座反力：lz=a+2.5hy+b受弯构件的强度和刚度11）轧制型钢

7、，两内孤起点间距;2）焊接组合截面，为腹板高度;3）铆接（或高强螺栓连接）时为铆钉（或高强螺栓）间最近距离。hobt1hobt1ho腹板的计算高度h0受弯构件的强度和刚度1《规范》规定，在组合梁的腹板计算高度边缘处，若同时受有较大的正应力、剪应力和局部压应力c，应对折算应力进行验算。其强度验算式为：四、折算应力（4.2.10）、、c的共同作用yyxτσcσ受弯构件的强度和刚度1M、V—验算截面的弯矩及剪力；In—验算截面的净截面惯性矩；y1—验算点至中和轴的距离；S1—验算点以上或以下截面面积对中和轴的面积矩；如工字形截面即为翼缘面积对中和轴的面

8、积矩。受弯构件的强度和刚度1（4.2.10）——弯曲