4 受弯构件的计算原理.ppt

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1、受弯构件的计算原理第四章第四章受弯构件的计算原理§4-1概述(introduction)§4-2受弯构件的强度和刚度(strengthandstiffnessofbeammembers)§4-3梁的扭转(torsion)§4-4梁的整体稳定(overallbuckling)§4-5梁板件的局部稳定(localbuckling)§4-6梁腹板的屈曲后强度(postbucklingstrengthofbeamwebplate)§4.1概述(introduction)受弯构件(membersinbending)——承受横向荷载(la

2、teralload)和弯矩(bendingmoment)构件，称之为梁(beam)。梁——凡以弯曲(bending)为主要变形(deformation)的杆件通常均称为梁。《材料力学》(materialmechanics)受弯构件的形式(typesofbeammembers)：1.按截面形式分(sectionform)：实腹式梁和格构式梁；2.按制作方法分：型钢梁(sectionbeam)和组合（截面）梁(combinationbeam)3.按受力形式分：单向弯曲梁与双向弯曲梁梁的计算内容(caculatingcontents

3、ofbeam)正常使用极限状态(serviceablelimitstate)承载能力极限状态(limitstateofcarryingcapacity)强度(strength)抗弯强度(flexuralstrength)抗剪强度(shearstrength)局部压应力(localcompression)折算应力(reducedstress)整体稳定(overallbuckling)局部稳定(localbuckling)刚度（挠度）(stiffnessordeflection)两类五项（三个方面）(屈曲后强度)§4.2受弯构件的

4、强度和刚度(strengthandstiffnessofflexuralmembers)VmaxMmax1.工作性能(mechanicalbehavior)（1）弹性阶段(elasticitystage)xx4.2.1弯曲强度(bendingstrength)fy弹性阶段的最大弯矩::净截面模量（跟强度有关）σ(2)弹塑性阶段(elasto-plasticstage)(3)塑性工作阶段(plasticstage)弹性区消失，形成塑性铰(pastichinge)。xxσfyaafyfy式中：Wpnx截面对中和轴(neutrala

5、xis)的塑性模量(plasticmodulus)。xxσfyaafyfy塑性弯矩与弹性最大弯矩之比:截面绕x轴的塑性系数(shapefactor)。2.抗弯强度计算(flexuralstrength)梁设计时只是有限制地利用截面的塑性(plasticity)，如工字形截面塑性发展深度取a≤h/8。(h/8~h/4)(1)单向弯曲梁(2)双向弯曲梁xxaafy式中：截面塑性发展系数，对于工字形截面梁:其他截面见表4.2.1。《规范》规定：(a)g=1.2——适用于所考虑边缘纤维处没有加宽翼缘的截面（如矩形截面、工字形截面绕弱轴

6、弯曲等），这些截面都较大的塑性发展潜力。(b)g=1.05——适用于所考虑边缘纤维为加宽翼缘的截面（如矩形截面、工字形截面），这些截面发展塑性变形增大，抵抗弯矩的潜力较小。(c)g=1.15——适用于圆管形截面，其塑性发展潜力在以上两条之间。(d)当翼缘外伸宽度b与其厚度t之比满足:时，需要计算疲劳强度的梁(fatiguestrength):XXYYbt4.2.2抗剪强度(shearstrength)1.薄壁构件的剪力流理论和剪力中心(shearcenter)剪力流理论:薄壁构件弯曲剪应力分布规律（剪力流理论）：①截面各点剪应

7、力(shearstress)均为顺着薄壁截面的中轴线s(neutralaxis)方向，在与之垂直即壁厚方向的剪应力则很小可忽略不计；②且由于薄壁可假定剪应力t沿厚度t方向均匀分布(uniformlydistributed);③在自由端剪应力为零。(midpointofwebplate)。剪力中心(shearcenter)：在构件上可以找到一点，当外力产生的剪应力作用在这一点时，构件只产生线位移(translationalmovement)，不产生扭转(torsion)。图4.2.2（常见构件剪心和形心）VmaxMmaxtmax

8、xx2.弯曲剪应力计算(shearstresscalculation)当梁的翼缘(flangeplate)受有沿腹板(webplate)平面作用的固定集中荷载(concentratedload)且荷载处又未设置支承加劲肋时，或有移动的集中荷载时，应验算腹板高度边缘的局部承压强