钢结构第五章-受弯构件学习资料.ppt

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1、第五章受弯构件大纲要求:1.了解受弯构件的种类及应用；2.了解受弯构件整体稳定和局部稳定的计算原理（难点），掌握梁的计算方法；3.掌握组合梁设计的方法及其主要的构造要求；4.掌握梁的拼接和连接主要方法和要求。§5-1受弯构件的形式和应用梁——承受横向荷载的受弯实腹式构件格构式梁——桁架一、实腹式受弯构件单击图片播放按制作方法分：型钢梁、组合（截面）梁楼盖梁平台梁按功能分吊车梁檩条墙架梁等1.型钢梁2.组合梁3.单向弯曲梁与双向弯曲梁4.梁的计算内容正常使用极限状态刚度承载能力极限状态强度抗弯强度抗剪强度局部压应力折算应力整体稳定局部稳定§5-2梁的强度和刚度VmaxMmax(

2、一)抗弯强度1.工作性能（1）弹性阶段xx一、梁的强度σfy弹性阶段的最大弯矩:(2)弹塑性阶段(3)塑性工作阶段弹性区消失，形成塑性铰。xxσfyaafyfy分为和两个区域。式中：S1nx、S2nx分别为中和轴以上、以下截面对中和轴X轴的面积矩；Wpnx截面对中和轴的塑性抵抗矩。xxσfyaafyfy塑性铰弯矩与弹性最大弯矩之比:只取决于截面几何形状而与材料的性质无关的形状系数。对X轴对Y轴XXYYA1Aw2.抗弯强度计算梁设计时只是有限制地利用截面的塑性，如工字形截面塑性发展深度取a≤h/8。(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

3、面梁:其他截面见表5.1。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:XXYYbt（二）抗剪强度VmaxMmaxtmaxxx（三）局部压应力当梁的翼缘受有沿腹板平面作用的固定集中荷载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度。F——集中力,对动力荷载应考虑动力系数；——集中荷载增大系数，重级工作制吊车为1.35，其他为1.0；lz--集中荷载在腹板计算高度边缘的假定分布长度：a--集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，对吊车轮压可取为50mm；hy--自梁承载边缘到腹板计算高度边缘的距离；hr--轨道的高度，计算处无轨道时

4、取0；a1--梁端到支座板外边缘的距离，按实际取，但不得大于2.5hy。梁端支座反力：跨中集中荷载：腹板的计算高度ho的规定：1．轧制型钢，两内孤起点间距;2．焊接组合截面，为腹板高度;3．铆接时为铆钉间最近距离。hobt1hobt1ho（四）折算应力应带各自符号，拉为正。计算折算应力的设计值增大系数。异号时，同号时或原因：1．只有局部某点达到塑性2．异号力场有利于塑性发展——提高设计强度二、刚度分别为全部荷载下和可变荷载下受弯构件挠度限值，按规范取,见书附表2.1。对于的算法可用材料力学算法解出，也可用简便算法。等截面简支梁：梁的最大挠度，按荷载标准值计算。跨中毛截面抵抗矩

5、支座附近毛截面抵抗矩翼缘截面改变的简支梁：§5-3受弯构件的整体稳定一、概念侧向弯曲，伴随扭转——出平面弯扭屈曲。单击图片播放原因：受压翼缘应力达临应力，其弱轴为1-1轴，但由于有腹板作连续支承，（下翼缘和腹板下部均受拉，可以提供稳定的支承），只有绕y轴屈曲，侧向屈曲后，弯矩平面不再和截面的剪切中心重合，必然产生扭转。XXYY11XXYY梁维持其稳定平衡状态所承担的最大荷载或最大弯矩，称为临界荷载或临界弯矩。二、梁的临界弯矩Mcr建立（1）弯矩作用在最大刚度平面，屈曲时钢梁处于弹性阶段；（2）梁端为夹支座（只能绕x轴，y轴转动，不能绕z轴转动，只能自由挠曲，不能扭转）；（3）

6、梁变形后，力偶矩与原来的方向平行(即小变形)。1．基本假定MMZY2.纯弯曲梁的临界弯矩X’ZMXZZ’M图2XXYYX’Y’Y’图3Y’YZZ’图1z在y’z’平面内为梁在最大刚度平面内弯曲，其弯矩的平衡方程为：YZZ’图1Y’YXMM在x’z’平面内为梁的侧向弯曲，其弯矩的平衡方程为：X’XZZ’M图2M由于梁端部夹支，中部任意截面扭转时，纵向纤维发生了弯曲，属于约束扭转，其扭转的微分方程为(参见构件的约束扭转，教科书4.2）：XXYYX’Y’Y’图3将(c)再微分一次，并利用(b)消去得到只有未知数的弯扭屈曲微分方程:梁侧扭转角为正弦曲线分布，即：代入（d）式中，得：使

7、上式在任何z值都成立，则方括号中的数值必为零，即：上式中的M即为该梁的临界弯矩Mcrβ称为梁的侧向屈曲系数，对于双轴对称工字形截面Iw=Iy(h/2)23.对于不同荷载和荷载作用位置不同，其β值不同荷载情况β值MMM荷载作用于形心荷载作用于上、下翼缘“－”用于荷载作用在上翼缘；“＋”用于荷载作用在下翼缘.说明4.单轴对称截面工字形截面梁的临界弯矩aSyoh1h2OXY单轴对称截面图4S--为剪切中心其中（参见铁木辛柯“弹性稳定理论”一书）剪切中心坐标aSyoh1h2OXYI1I2系数值荷载类型跨中点集