钢结构设计原理：受弯构件.ppt

《钢结构设计原理：受弯构件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、1梁的种类和截面形式1、梁的定义发生弯曲或扭转变形的构件称为梁。2、梁的分类按计算简图分：简支梁、连续梁，伸臂梁等。按功能分：楼层梁、吊车梁、塔架梁等。按制造工艺分：型钢梁、组合梁。3、梁的作用承受横向荷载与扭转。受弯构件4、截面形式图1梁的截面型式图2蜂窝量f2梁的强度计算一、弯曲正应力1、钢材应力-应变关系理想化实际：弹性—弹塑性—塑性—强化理想化：弹性—理想塑性—强化（对截面上一点的应力而言）2、钢梁截面正应力两阶段强度图5-3afyfp（1）弹性工作阶段图3特点：截面上所有点都处于弹性状态；应力三角形分布；用途：某些受弯构件设计依据

2、，不允许任何点进入屈服的构件，如直接承受动态荷载的梁。抗弯强度检算式:承载能力的极限状态表达为最大应力达到屈服应力，强度条件为：—净截面抵抗矩—屈服应力此时最大弹性弯矩：（1）（2）、塑性工作阶段特点：截面全部进入塑性状态，形成塑性铰；梁的刚度降低，变形大。应力分布：矩形用途：是塑性设计的理论依据，承受静荷载或间接承受动荷载梁的设计出发点。抗弯强度检算式：—净截面塑性抵抗矩（2）（2a）、—中性轴以上、下净截面对中性轴的静面矩。引入塑性发展系数与截面形状有关。3、梁的正应力设计公式归纳（1）承受静力和间接动力荷载作用的梁①绕x轴单向弯曲②

3、绕x、y轴单向弯曲（2b）（3）（4）Mx、My——梁截面内绕x、y轴的最大计算弯矩Wnx、Wny——截面对x、y轴的净截面抵抗矩x、y——截面对x、y轴的塑性发展系数f——钢材抗弯设计强度（2）直接承受动力荷载作用的梁仍按式（3）、（4）计算，但应取x=y=1.0即，按弹性设计。（3）塑性发展系数取值《规范》规定：承受静力和间接承受动力荷载作用时，书表5-1取值。如：工字型截面x=1.05y=1.2圆形截面x=1.2y=1.2箱型截面x=1.05y=1.05二、剪应力主要发生在实腹梁的腹板上。按弹性设计，以最大剪应力达到

4、钢材的抗剪屈服剪应力为极限状态。检算式为：（5）图5-6式中V——剪力S——中性轴以上或以下毛截面对中性轴的面积矩I——毛截面惯性矩tw——腹板厚度fv——钢材抗剪设计强度三、局部压应力1、主要用于集中力情形（如：吊车梁）当翼缘的竖向集中力作用处无竖向支撑肋时，腹板边缘存在沿高度方向的局部压应力。2、验算腹板时应计入该部分应力图133、公式集中力在梁的上翼缘时F—集中荷载1计入动力系数；—系数。重级工作制吊梁=1.35，其它梁=1.0；tw—腹板厚lz—局部压应力在腹板计算高度上的分布长度或腹板计算高度上的承载长度。在梁支座处未设腹板竖

5、向加劲肋时，仍按式（30）计算，但一律取=1.0。（30）关键是确定lz从图13b、c，lz=a+2hy（31）在梁端支座处，取lz=a+hy（32）式中a—集中荷载沿梁长方向的实际支承长度。对吊车轮压，取a=5cm。hy——由梁的承载边缘或吊车轨顶到腹板计算高度边缘的距离。腹板计算高度确定腹板计算高度（h0）应按《规范》规定采用：（1）轧制型钢梁与上下翼缘相连处两内弧起点间的距离。（2）焊接组合梁腹板高度（3）铆接（或高强螺栓连接）组合梁腹板与上下翼缘连接的铆钉（或高强螺栓）钉线间的最近距离。四、折算应力《规范》规定，在组合梁的腹板计算高

6、度处，同时受有较大的正应力、较大的剪应力和局部压应力c，应对折算应力进行验算。其强度验算式为：h0轧制型钢其中和c按式（5）和（8）计算。但式（5）中的面积矩S是受压翼缘板对中性轴的面积矩。正应力按式（10）计算。1—强度系数。和c同号时，1=1.1；和c异号时，1=1.2。（32）（10）图143梁的刚度计算计算梁的刚度是为了保证正常使用，属于正常使用极限状态。控制梁的刚度通过对标准荷载下的最大挠度加以限制实现。有公式：v≤[v]（11）v——标准荷载下梁的最大挠度[v]——受弯构件的挠度限值，按《规范》规定采用一

7、般说来，梁的最大挠度用结构力学方法计算。对截面沿长度变化的简支梁以及受移动荷载作用的吊车梁，挠度计算比较麻烦，可采用以下近似公式计算：等截面简支梁翼缘截面改变的简支梁式中，Ix——跨中毛截面惯性矩I——支座附近毛截面惯性矩Mx——跨中截面弯矩（12）（13）5梁的整体稳定一、一般概念1、整体失稳现象受横向荷载（P）作用对强轴弯曲的梁，如果受压翼缘没有侧向支承，当P增加到某一数值时，梁可能突然发生侧向弯曲，并伴有扭转变形，这种现象称为梁的整体失稳，也称整体屈曲或侧（向屈）曲。zxyP图5-zxyPxvyP图212、失稳变形特征对强轴弯曲，对弱

8、轴弯曲，扭转三种变形组合。3、失稳原因受压翼缘失稳引起。uxvyPxzyPvaabbu4、临界荷载、临界弯矩梁刚刚发生整体失稳前的横向荷载称临界荷载，与临界