钢结构设计原理（甲）ppt课件.ppt

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1、第7章受弯构件（梁）受弯构件的应用及类型主梁、次梁单跨简支梁、多跨连续梁梁主要承受横向荷载，梁截面必须有较大的抗弯刚度，其最经济的截面形式有工字形或箱形截面。型钢梁和板梁（plategirder），此外，还有异钢种钢板梁（hybridgirder）、蜂窝梁（castellatedbeam)受弯构件的计算内容受弯构件的计算内容较多，首先是下列五项：截面的强度；构件的整体稳定；构件的局部稳定；腹板的屈曲后强度；构件的刚度和挠度。通过上述计算可以确定所选构件截面是否可靠和适用。其中，前四项属于按承载能力极限状态的计算，需采用荷载设计值，而第五项属按正常使用极限状态的计算，

2、计算时用荷载的标准值。当承受动力荷载循环次数时，应进行疲劳计算。大部分重要的梁采用板梁，因此在计算时还应包括梁截面沿梁跨度方向的改变；翼缘板与腹板的连接计算；梁腹板的加劲肋设计；梁的拼接；梁与梁的连接和梁的支座等。受弯构件的强度梁截面上的正应力纯弯时的梁的工作阶段平截面假定三阶段：弹性、弹塑性、全塑性阶段中和轴必平分截面在横向荷载作用下，构件截面上将产生弯矩和剪力。受弯构件的强度最主要的是抗弯强度，其次是抗剪强度。设计规范中对抗弯强度计算的规定在主平面内受弯的实腹构件，其抗弯强度应按下式计算：上式中的弯矩为同一地点、同一荷载产生的弯矩。和为截面塑性发展系数。我国规范

3、规定，当计算疲劳问题时，或当工字形截面受压翼缘板的自由外伸宽度与其厚度之比大于而不超过时，取。规范还规定，对不直接承受动力荷载的固端梁、连续梁等超静定梁，可采用塑性设计，容许截面上的应力进入塑性阶段，此时截面处形成了可转动的塑性铰。截面塑性发展系数、规定见附表1-14规定的主要考虑是限制截面上塑性变形发展的深度使，以免使梁产生过大的塑性变形。它可以归为3条：对截面为平翼缘的一侧，取对无翼缘的一侧，取对圆管边缘，取梁截面上的剪应力根据开口薄壁构件理论，截面上任意一点在V作用下的剪力计算公式为：我国规范规定的剪力验算公式为：在有些时候还需验算另两种梁的强度：腹板计算高度

4、边缘的局部承压强度腹板计算高度的含义：----当梁的翼缘受有沿腹板平面作用并指向腹板的集中荷载，且该荷载处又未设置支承加劲肋时，需验算该处的承压强度：为集中荷载，对动力荷载应乘以动力系数；为用于重级工作制吊车梁时的集中荷载增大系数，取对其他梁，取为集中荷载在腹板计算高度上的分布长度，按下式计算：折算应力在连续板梁的支座处或简支板梁翼缘截面改变处，腹板计算高度边缘常同时受到较大的正应力、剪应力和局部压应力，或同时受到较大的正应力和剪应力，使该点处在复杂的应力状态。应验算该点的折算应力：当与异号时，取当与同号或时，取梁的整体稳定钢梁最常采用的截面是工字形，工字形截面的一

5、个显著特点是两个主轴惯性矩相差极大。当跨中无侧向支承的梁在其最大刚度平面内受荷载作用时，当荷载不大时，梁基本上在其最大刚度平面内弯曲，但当荷载大到一定数值时，梁将同时产生较大的侧向弯曲和扭转变形，最后，很快地使梁丧失继续承载的能力。这种现象，称为梁丧失整体稳定性，或称发生了侧扭屈曲。理想梁的弯扭屈曲与理想轴心压杆的屈曲一样，是一个出现平衡分枝的稳定性问题。由于实际梁必然存在缺陷，因而它常出现的是极值型失稳。但我国设计规范却采用的是具有平衡分枝的稳定理论。这主要是梁的稳定比轴心压杆复杂，不仅是梁的失稳必然是侧向弯扭屈曲，比轴心压杆的弯曲屈曲复杂，另一重要因素是梁的荷载

6、多种多样，比轴心压杆的荷载也复杂的多，用最大荷载理论计算，目前还有困难。梁整体稳定性的验算我国设计规范GBJ17-88和修订后的GB50017-2003中对梁的整体稳定性，规定按下式计算：为梁跨中绕截面强轴的最大弯矩设计值；为梁的整体稳定性系数。梁的整体稳定性系数为双轴对称工字形截面简支梁在纯弯曲时的临界弯矩单轴对称工字形截面梁承受横向荷载时的临界弯矩单轴对称工字形截面梁的剪切中心S和形心O不相重合，承受横向荷载时梁的中性平衡状态微分方程不是常系数，因而不可能给出准确的解析解，只能有数值解和近似解。影响钢梁整体稳定性的主要因素梁侧向无支长度或受压翼缘侧向支承点的间距

7、梁截面的尺寸，包括各种惯性矩；梁端支座对截面的约束梁所受荷载类型沿梁截面高度方向的荷载作用点位置了解影响梁整体稳定性的因素后，除可做到正确使用设计规范外，更重要的是可在工程实践中设法采取措施以提高梁的整体稳定性能。我国设计规范GB50017中关于钢梁整体稳定性验算的一些规定规范规定不必验算梁整体稳定性的几种情况：当梁上有铺板密铺在梁的受压翼缘上，并与其牢固相连、能阻止梁受压翼缘的侧向位移时，可不计算梁的稳定性。（铺板足够刚、板与梁牢固相连）当梁在跨中设有侧向中间支承，使梁的整体稳定临界弯矩高于或接近于梁的屈服弯矩，此时，在验算了梁的抗弯强度后，就不需再验算梁的整