1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件1.了解梁的種類和截面形式；了解梁的種類和截面形式；2.掌握組合截面梁的強度計算（含彎曲應(yīng)力、掌握組合截面梁的強度計算（含彎曲應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部壓應(yīng)力、折算應(yīng)力）；剪應(yīng)力、局部壓應(yīng)力、折算應(yīng)力）；3.掌握梁的剛度計算；掌握梁的剛度計算；4.掌握工字型梁的整體穩(wěn)定性計算；掌握工字型梁的整體穩(wěn)定性計算；5.了解梁的局部穩(wěn)定性計算；了解梁的局部穩(wěn)定性計算；6.了解加勁肋的作用及計算；了解加勁肋的作用及計算；7.了解實腹式梁的構(gòu)造；了解實腹式梁的構(gòu)造；8.掌握型鋼截面梁的

2、設(shè)計方法。掌握型鋼截面梁的設(shè)計方法。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件5.1 概述概述梁（梁（beambeam，girder):girder):承受橫向荷載作用的直線或承受橫向荷載作用的直線或曲線形構(gòu)件。梁主要內(nèi)力為彎矩、剪力，有時也曲線形構(gòu)件。梁主要內(nèi)力為彎矩、剪力，有時也承受扭矩，其主要變形為彎曲變形，有時為彎扭承受扭矩，其主要變形為彎曲變形，有時為彎扭變形。變形。 梁梁: :是鋼結(jié)構(gòu)中的常用構(gòu)件，如鐵路橋梁中的鋼板是鋼結(jié)構(gòu)中的常用構(gòu)件，如鐵路橋梁中的鋼板梁、箱形梁，工業(yè)與民用建筑中的吊車梁、屋蓋梁、箱形梁，工業(yè)與民用建筑中的吊車梁、屋蓋梁、工作平臺梁以及檁條、墻架梁等。梁、工作平臺梁以及檁條

3、、墻架梁等。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件5.1.1 梁的類型及應(yīng)用梁的類型及應(yīng)用1.1.按截面構(gòu)成方式分：按截面構(gòu)成方式分：(1)(1)型鋼梁型鋼梁（跨度較小、內(nèi)力相對不大） 熱軋型鋼梁：小跨度梁，如屋蓋梁、框架中的次梁等。 冷彎薄壁型鋼梁：墻檁、屋檁等。(2)(2)焊接組合截面梁焊接組合截面梁（跨度或內(nèi)力較大） 工字梁：制作、安裝、養(yǎng)護方便，橫向及扭轉(zhuǎn)剛度小。 箱形梁：橫向及扭轉(zhuǎn)剛度大，節(jié)約鋼材，制作安裝、困難。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件5.1.1 梁的類型及應(yīng)用梁的類型及應(yīng)用2.2.按彎曲變形狀況分：按彎曲變形狀況分：單向彎曲構(gòu)件單向彎曲構(gòu)件構(gòu)件在一個主軸平面內(nèi)受彎雙向彎曲構(gòu)件雙向彎

4、曲構(gòu)件構(gòu)件在兩個主軸平面內(nèi)受彎3.3.按支撐條件分：按支撐條件分：簡支梁；連續(xù)梁；懸臂梁簡支梁；連續(xù)梁；懸臂梁(3)(3)鋼鋼- -混凝土組合梁混凝土組合梁原理：簡支梁的上翼緣受壓，混凝土抗壓能力強且剛度大， 用混凝土做上翼緣，鋼做腹板和下翼緣，形成結(jié)合梁。主要優(yōu)點：充分利用材料性能，節(jié)約鋼材，梁的橫向剛度大。缺點：混凝土和鋼梁的接觸面需要特殊處理第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件圖5.1.1 梁的截面類型(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(j)(k)第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件5.1.2 梁格布置梁格布置圖圖5-2 工作平臺梁布置實例工作平臺梁布置實例第五章第五章 受彎構(gòu)件

5、受彎構(gòu)件5.1.2 梁格布置梁格布置（1 1）單向梁格：）單向梁格：只有主梁，適用于主梁跨度較小或面板規(guī)格較大的情況(2)(2)雙向梁格雙向梁格: :在主梁間設(shè)次梁，適用于大多數(shù)的梁格尺寸和情況，應(yīng)用最廣。(3)(3)復(fù)式梁格復(fù)式梁格: :在主梁間設(shè)縱向次梁，在縱向次梁間設(shè)橫向次梁。荷載傳遞層次多，梁格構(gòu)造復(fù)雜，只適用于荷載大和主梁跨度大的情況.第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件圖圖5.1.3 梁格布置形式梁格布置形式主梁L1aL2b次梁主梁aL2c主梁橫次梁縱次梁aL2b第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Struct

6、ure5.1.3 主次梁連接主次梁連接(1)(1)疊接疊接: :次梁疊放在主梁之上，制造安裝最方便。 結(jié)構(gòu)高度大，凈空減少；梁格剛度差。(2)(2)等高連接等高連接: :次梁從側(cè)面與主梁連接，次梁上翼緣高度等于主梁上翼緣高度。切割高度小，連接牢固，梁格的剛度和整體穩(wěn)定性好。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure(3)(3)降低連接降低連接: :次梁在主梁高度內(nèi)與主梁腹板連接， 在復(fù)式梁格中，常使橫向次梁疊接于縱向次梁 而縱向次梁與主梁采用降低連接。 第五章第五章 受彎構(gòu)件設(shè)計受彎構(gòu)件設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理

7、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure5.1.4 設(shè)計內(nèi)容設(shè)計內(nèi)容 受彎構(gòu)件的設(shè)計應(yīng)滿足：受彎構(gòu)件的設(shè)計應(yīng)滿足：強度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定和強度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定和剛度剛度四個方面的要求。四個方面的要求。 前三項屬于前三項屬于承載能力極限狀態(tài)計算承載能力極限狀態(tài)計算，采用荷載的采用荷載的設(shè)計值設(shè)計值； 第四項為第四項為正常使用極限狀態(tài)的計算正常使用極限狀態(tài)的計算，計算撓度時按荷載的計算撓度時按荷載的標(biāo)準值標(biāo)準值進行。進行。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure 受彎構(gòu)件設(shè)計應(yīng)考慮受

8、彎構(gòu)件設(shè)計應(yīng)考慮強度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定強度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定各各個方面滿足要求。個方面滿足要求。 1. 梁的強度計算主要包括梁的強度計算主要包括抗彎、抗剪、局部壓應(yīng)力和折算抗彎、抗剪、局部壓應(yīng)力和折算應(yīng)力應(yīng)力等強度應(yīng)足夠。等強度應(yīng)足夠。 2. 剛度主要是控制剛度主要是控制最大撓度最大撓度不超過按受力和使用要求規(guī)不超過按受力和使用要求規(guī)定的容許值。定的容許值。 3. 整體穩(wěn)定指梁不會在剛度較差的側(cè)向發(fā)生整體穩(wěn)定指梁不會在剛度較差的側(cè)向發(fā)生彎扭失穩(wěn)彎扭失穩(wěn)，主，主要通過對梁的受壓翼緣設(shè)足夠的側(cè)向支承，或適當(dāng)加大梁截要通過對梁的受壓翼緣設(shè)足夠的側(cè)向支承，或適當(dāng)加大梁截面以降低彎曲壓應(yīng)

9、力至臨界應(yīng)力以下。面以降低彎曲壓應(yīng)力至臨界應(yīng)力以下。 4. 局部穩(wěn)定指梁的翼緣和腹板等板件不會發(fā)生局部穩(wěn)定指梁的翼緣和腹板等板件不會發(fā)生局部凸曲失局部凸曲失穩(wěn)穩(wěn)，在梁中主要通過限制受壓翼緣和腹板的寬厚比不超過規(guī)，在梁中主要通過限制受壓翼緣和腹板的寬厚比不超過規(guī)定，對組合梁的腹板則常設(shè)置加勁肋以提高其局部穩(wěn)定性。定，對組合梁的腹板則常設(shè)置加勁肋以提高其局部穩(wěn)定性。 第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure5.2.1 彎曲強度彎曲強度c)彈性彈性塑性塑性塑性塑性MyMMpaa=fyya)MMy0.6時，時，

10、必須以必須以 b代替進行修正。代替進行修正。0 .1282.007.1bb軋制普通工字鋼軋制普通工字鋼根據(jù)鋼號和側(cè)向支承點間的距離，其根據(jù)鋼號和側(cè)向支承點間的距離，其 b值值直接由查表得到，當(dāng)直接由查表得到，當(dāng) b值大于值大于0.60.6時，也需要進行修正。時，也需要進行修正。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel StructureyxbxyyMMfWW2.2.雙向受彎梁雙向受彎梁My繞弱軸的彎矩；繞弱軸的彎矩；Wx 、Wy按受壓纖維確定的對按受壓纖維確定的對x軸和對軸和對y軸的毛截面模量；軸的毛截面模量； b 繞強軸

11、彎曲確定的梁整體穩(wěn)定系數(shù)。繞強軸彎曲確定的梁整體穩(wěn)定系數(shù)。 y取值同塑性發(fā)展系數(shù)，但并不表示截面沿取值同塑性發(fā)展系數(shù)，但并不表示截面沿y軸已經(jīng)進軸已經(jīng)進入塑性階段，而是為了降低后一項的影響和保持與強度公入塑性階段，而是為了降低后一項的影響和保持與強度公式的一致性。式的一致性。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure5.3.5 不需驗算梁的整體穩(wěn)定的情況不需驗算梁的整體穩(wěn)定的情況 （1） H型鋼或工字形截面簡支梁受壓翼緣自由長度型鋼或工字形截面簡支梁受壓翼緣自由長度l1與其與其寬度寬度b1之比不超過下表所

12、列數(shù)值時之比不超過下表所列數(shù)值時。H型鋼或工字形截面簡支梁不需驗算整體穩(wěn)定性的最大型鋼或工字形截面簡支梁不需驗算整體穩(wěn)定性的最大l1/b1值值 跨中無側(cè)向支承點的梁鋼 號荷載作用在上翼緣荷載作用在下翼緣跨中受壓翼緣有側(cè)向支承點的梁，不論荷載作用于何處Q23513.020.016.0Q34510.516.513.0Q39010.015.512.5Q4209.515.012.0第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure （3 3）對箱形截面簡支梁，當(dāng)滿足對箱形截面簡支梁，當(dāng)滿足h/b0 6，且，且 l1/b1

13、95（ 235/fy）時）時結(jié)構(gòu)就不會喪失整體穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)就不會喪失整體穩(wěn)定。圖圖4.4.5 箱形截面箱形截面 （2 2）有剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連接，能）有剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連接，能阻止梁受壓翼緣側(cè)向位移（截面扭轉(zhuǎn)）時。阻止梁受壓翼緣側(cè)向位移（截面扭轉(zhuǎn)）時。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structureyyxx270 x10270 x101400 x690KN130KN90KN3m3m3m3m例例6-1： 某簡支梁，焊接工字形截面，跨度中點及兩端都某簡支梁，焊接工字形截

14、面，跨度中點及兩端都設(shè)有側(cè)向支承，可變荷載標(biāo)準值及梁截面尺寸如圖所示，荷設(shè)有側(cè)向支承，可變荷載標(biāo)準值及梁截面尺寸如圖所示，荷載作用于梁的上翼緣，設(shè)梁的自重為載作用于梁的上翼緣，設(shè)梁的自重為1.57kN/m，材料為，材料為Q235，試計算此梁的整體穩(wěn)定性。，試計算此梁的整體穩(wěn)定性。 解解：步驟步驟1判定是否要進行整體穩(wěn)定的驗算判定是否要進行整體穩(wěn)定的驗算梁受壓翼緣自由長度梁受壓翼緣自由長度l16m，l1/b160027 2216，因此應(yīng)計算梁的整體穩(wěn)定。因此應(yīng)計算梁的整體穩(wěn)定。 第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel St

15、ructureyyxx270 x10270 x101400 x690KN130KN90KN3m3m3m3m步驟步驟2計算梁的截面幾何參數(shù)計算梁的截面幾何參數(shù)梁截面幾何參數(shù)：梁截面幾何參數(shù)：Ix=4050106 mm4，Iy32.8106 mm4 A=13800 mm2，Wx570104 mm3 mkN9586130214 . 13904 . 112)57. 12 . 1 (812maxM步驟步驟3計算梁的最大彎矩設(shè)計值計算梁的最大彎矩設(shè)計值 第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structureyyxx270 x10

16、270 x101400 x690KN130KN90KN3m3m3m3m查表得：查表得： b=1.15；代入代入 b 計算公式得：計算公式得： b =1.1520.6 , 需要修正，需要修正， b=0步驟步驟4計算整體穩(wěn)定系數(shù)計算整體穩(wěn)定系數(shù) 825. 0282. 007. 1bb步驟步驟5校核梁的整體穩(wěn)定校核梁的整體穩(wěn)定 2246mm/N215mm/N7 .20310570825. 010958fWMxbx故梁的整體穩(wěn)定可以保證故梁的整體穩(wěn)定可以保證第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel S

17、tructure 受彎構(gòu)件在荷載作用下，受彎構(gòu)件在荷載作用下，當(dāng)荷載達到某一值時，梁的腹當(dāng)荷載達到某一值時，梁的腹板和受壓翼緣將不能保持平衡狀態(tài)，發(fā)生出平面波形鼓曲，板和受壓翼緣將不能保持平衡狀態(tài)，發(fā)生出平面波形鼓曲，稱為梁的稱為梁的局部失穩(wěn)局部失穩(wěn)。梁的局部穩(wěn)定問題，其實質(zhì)是組成梁的。梁的局部穩(wěn)定問題，其實質(zhì)是組成梁的矩形薄板在各種應(yīng)力的作用下的屈曲問題。矩形薄板在各種應(yīng)力的作用下的屈曲問題。5.4 5.4 梁板件的局部穩(wěn)定梁板件的局部穩(wěn)定局部失穩(wěn)局部失穩(wěn)現(xiàn)象現(xiàn)象b受壓翼緣屈曲受壓翼緣屈曲腹板屈曲腹板屈曲鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel St

18、ructure局部失穩(wěn)的后果局部失穩(wěn)的后果：惡化工作條件，降低構(gòu)件的承載能力，動力荷載作用下易引惡化工作條件，降低構(gòu)件的承載能力，動力荷載作用下易引起疲勞破壞。起疲勞破壞。還可能因為梁剛度不足，撓度過大，影響正常使用；鋼結(jié)構(gòu)還可能因為梁剛度不足，撓度過大，影響正常使用；鋼結(jié)構(gòu)表面銹蝕嚴重，耐久性差。表面銹蝕嚴重，耐久性差。局部穩(wěn)定局部穩(wěn)定構(gòu)件的局部穩(wěn)定問題就是保證梁的受壓翼緣以及梁的腹板等構(gòu)件的局部穩(wěn)定問題就是保證梁的受壓翼緣以及梁的腹板等板件在構(gòu)件整體失穩(wěn)前不發(fā)生局部失穩(wěn)或者在設(shè)計中合理利板件在構(gòu)件整體失穩(wěn)前不發(fā)生局部失穩(wěn)或者在設(shè)計中合理利用這些板件的屈曲后性能。用這些板件的屈曲后性能。第五

19、章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure箱形截面翼緣箱形截面翼緣的中間部分相當(dāng)于四邊簡支板的中間部分相當(dāng)于四邊簡支板，k4.0，翼緣翼緣的臨界力不低于鋼材的屈服點：的臨界力不低于鋼材的屈服點：5.4.1 梁受壓翼緣的局部穩(wěn)定梁受壓翼緣的局部穩(wěn)定00y40235 /wbhftt或翼緣板受力較為簡單，按翼緣板受力較為簡單，按限制板件寬厚比限制板件寬厚比的方法來保證局的方法來保證局部穩(wěn)定性。部穩(wěn)定性。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件ycrf 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of S

20、teel Structure計算簡圖計算簡圖ABCDb1a ABCD受壓翼緣屈曲受壓翼緣屈曲 三邊簡支、一邊自由板：三邊簡支、一邊自由板：k=0.425+(b/a)2工字形，工字形，T T形截面的翼緣和箱形懸伸部分的翼緣屬于三邊簡支，一邊形截面的翼緣和箱形懸伸部分的翼緣屬于三邊簡支，一邊自由的矩形板，在兩相對簡支邊均勻受壓下工作。自由的矩形板，在兩相對簡支邊均勻受壓下工作。ycrf yftb23513強度計算不考慮截面塑性發(fā)展強度計算不考慮截面塑性發(fā)展（ x x=1.0=1.0）時時：yftb23515 強度計算考慮截面塑性發(fā)展時：強度計算考慮截面塑性發(fā)展時：第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)

21、構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure 梁腹板受力復(fù)雜，厚度較小，主要承受剪力，采用加大板厚梁腹板受力復(fù)雜，厚度較小，主要承受剪力，采用加大板厚的方法來保證腹板的局部穩(wěn)定不經(jīng)濟，也不合理。一般采用加勁肋的方法來保證腹板的局部穩(wěn)定不經(jīng)濟，也不合理。一般采用加勁肋的方法來減小板件尺寸，防止腹板屈曲。從而提高局部穩(wěn)定承載力。的方法來減小板件尺寸，防止腹板屈曲。從而提高局部穩(wěn)定承載力。5.4.2 梁腹板的局部穩(wěn)定梁腹板的局部穩(wěn)定橫向加勁肋橫向加勁肋主要防止剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力作用下的腹板失穩(wěn)；主要防止剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力作用下的腹板失穩(wěn)；縱向加勁

22、肋縱向加勁肋主要防止彎曲壓應(yīng)力可能引起的腹板失穩(wěn)；主要防止彎曲壓應(yīng)力可能引起的腹板失穩(wěn)；短加勁肋短加勁肋主要防止局部壓應(yīng)力下的腹板失穩(wěn)。主要防止局部壓應(yīng)力下的腹板失穩(wěn)?？v向加勁肋縱向加勁肋橫向加勁肋橫向加勁肋短加勁肋短加勁肋第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure2022)()1 (12)(htEkwcrcr屈曲應(yīng)力統(tǒng)一表達式屈曲應(yīng)力統(tǒng)一表達式第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure1. 腹板的純剪屈曲腹板的純剪

23、屈曲 腹板的純剪切屈曲發(fā)生在中性軸附近。四邊簡支的矩形板，在均腹板的純剪切屈曲發(fā)生在中性軸附近。四邊簡支的矩形板，在均勻分布的剪應(yīng)力的作用下，屈曲時呈現(xiàn)沿勻分布的剪應(yīng)力的作用下，屈曲時呈現(xiàn)沿45方向的傾斜的鼓曲，方向的傾斜的鼓曲，這個方向與主壓應(yīng)力的方向垂直，板彈性階段臨界剪應(yīng)力為這個方向與主壓應(yīng)力的方向垂直，板彈性階段臨界剪應(yīng)力為:板的純剪屈曲板的純剪屈曲b)crcr屈曲變形屈曲變形lminlmax1122a)屈曲原因屈曲原因lmaxlmin210018 6wcrt. kbhoa第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel

24、Structure當(dāng)當(dāng)a1.2為彈性狀態(tài)，為彈性狀態(tài)， s0.8規(guī)范認為臨界剪應(yīng)力會進入塑規(guī)范認為臨界剪應(yīng)力會進入塑性，而當(dāng)性，而當(dāng)0.8 s1.2時，臨界剪應(yīng)力處于彈塑性狀態(tài)。時，臨界剪應(yīng)力處于彈塑性狀態(tài)。規(guī)范規(guī)范規(guī)定僅受剪應(yīng)力作用的腹板，不會發(fā)生剪切失規(guī)定僅受剪應(yīng)力作用的腹板，不會發(fā)生剪切失穩(wěn)的高厚比限值取穩(wěn)的高厚比限值取。（要求臨界剪應(yīng)力進入塑性）。（要求臨界剪應(yīng)力進入塑性）ywfth235800 第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure2.2.腹板的純彎屈曲腹板的純彎屈曲maxtwmintwba

25、maxtwmintw圖圖4.5.9 腹板受彎屈曲腹板受彎屈曲20100445wcrth如果梁腹板過薄，當(dāng)彎矩達到一如果梁腹板過薄，當(dāng)彎矩達到一定值后，在彎曲壓應(yīng)力作用下腹定值后，在彎曲壓應(yīng)力作用下腹板會發(fā)生屈曲，形成多波失穩(wěn)。板會發(fā)生屈曲，形成多波失穩(wěn)。設(shè)梁腹板為純彎作用下的四邊簡設(shè)梁腹板為純彎作用下的四邊簡支板，屈曲系數(shù)支板，屈曲系數(shù)k23.9，如果不，如果不考慮上、下翼緣對腹板的轉(zhuǎn)動約考慮上、下翼緣對腹板的轉(zhuǎn)動約束作用，令束作用，令b=h0,可得到腹板簡支可得到腹板簡支于翼緣的臨界力公式：于翼緣的臨界力公式：有效的阻止純彎屈曲的措施是在有效的阻止純彎屈曲的措施是在腹板受壓區(qū)中部偏上的部位設(shè)

26、置腹板受壓區(qū)中部偏上的部位設(shè)置縱向加勁肋，加勁肋距受壓邊的縱向加勁肋，加勁肋距受壓邊的距離為距離為h1=(1/5-1/4)h0.第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure 考慮上、下翼緣對腹板的轉(zhuǎn)動約束作用時：考慮上、下翼緣對腹板的轉(zhuǎn)動約束作用時：受拉翼緣受拉翼緣剛度大，剛度大，梁腹板和受拉翼緣相連接的轉(zhuǎn)動基本被約束，相當(dāng)于完全嵌固。梁腹板和受拉翼緣相連接的轉(zhuǎn)動基本被約束，相當(dāng)于完全嵌固。受受壓翼緣壓翼緣對腹板的約束除與本身的剛度有關(guān)外，還和限制其轉(zhuǎn)動的構(gòu)對腹板的約束除與本身的剛度有關(guān)外，還和限制其轉(zhuǎn)動的

27、構(gòu)造有關(guān)。有構(gòu)造限制時造有關(guān)。有構(gòu)造限制時 1.66；沒有構(gòu)造限制時沒有構(gòu)造限制時 =1.23.令令 crfy，可得梁受壓翼緣的扭轉(zhuǎn)可得梁受壓翼緣的扭轉(zhuǎn)受到約束受到約束和和沒有受到約束沒有受到約束時，腹時，腹板在純彎作用下不發(fā)生局部失穩(wěn)的高厚比限值分別為：板在純彎作用下不發(fā)生局部失穩(wěn)的高厚比限值分別為：00235235177153wywyhhtftf和 規(guī)范規(guī)定腹板不設(shè)置縱向加勁肋的限值為：規(guī)范規(guī)定腹板不設(shè)置縱向加勁肋的限值為：ywywfthfth23515023517000 和和第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel

28、Structure在彈性范圍可取在彈性范圍可取:21 . 1bcrf crybf 2bycrf 引入通用高厚比引入通用高厚比2351772,104 . 71206ywcbwcrbfthht 則則：受受到到約約束束時時：）當(dāng)當(dāng)梁梁的的受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的的計計算算公公式式：未未受受到到約約束束時時：）當(dāng)當(dāng)梁梁的的受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)22351532105 . 5206ywcbwcrfthht ，則則：02cchhh式中：梁腹板彎曲受壓區(qū)高度，雙軸對稱截面。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure

29、如如圖圖：的的曲曲線線，則則性性上上起起點點為為彈彈塑塑影影響響，取取；考考慮慮缺缺陷陷的的時時，對對于于無無缺缺陷陷板板，當(dāng)當(dāng)crbycrbAf 85.0 1 0.85 1.0 1.25 bcrfyfA AB B2byf 0 21 . 1 :25. 185. 075. 01 :25. 185. 0 :85. 0bcrbbcrbcrbfff 時時當(dāng)當(dāng)時時當(dāng)當(dāng)時時當(dāng)當(dāng)取取值值如如下下：點點采采用用直直線線過過渡渡，所所以以、，取取界界點點點點為為彈彈性性和和彈彈塑塑性性的的分分crbBAAB 25. 1 第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principle

30、s of Steel Structure20100618htk.wc,cr若在局部壓應(yīng)力下不發(fā)生局部失穩(wěn)，應(yīng)滿足：若在局部壓應(yīng)力下不發(fā)生局部失穩(wěn)，應(yīng)滿足：yc,crf 腹板在局部壓應(yīng)力下不會發(fā)腹板在局部壓應(yīng)力下不會發(fā)生屈曲的高厚比限值為生屈曲的高厚比限值為: :crc , hoa規(guī)范?。阂?guī)范取：ywfth235800 3.3.腹板在局部壓應(yīng)力作用下的屈曲腹板在局部壓應(yīng)力作用下的屈曲屈曲系數(shù)屈曲系數(shù)k k與板的邊長比有關(guān)與板的邊長比有關(guān)（4.5.39）（）（4.5.40）0y235/84htf01.81 0.255ha翼緣對腹板的約束系數(shù)為：翼緣對腹板的約束系數(shù)為：第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件

31、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure引入通用高厚比引入通用高厚比crcycf, 23018610wccrtkh，由， 23583. 14 .139 .1028:5 . 15 . 030yowocfhathha 時時當(dāng)當(dāng)23559 .1828: 25 .10yowocfhathha 時時當(dāng)當(dāng)?shù)谖逭碌谖逭?受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure 2,1 .1,2 .1)9 .0(79.01,2 .19 .0,9 .0ccrccccrcccrccfff 時

32、時當(dāng)當(dāng)時時當(dāng)當(dāng)時時當(dāng)當(dāng)?shù)牡娜∪≈抵担褐敝本€線，則則塑塑性性的的交交點點，過過渡渡段段取取為為彈彈性性與與彈彈的的上上起起點點，為為取取crccycrccf,2 . 19 . 0 第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure4.4.梁腹板加勁肋設(shè)置原則梁腹板加勁肋設(shè)置原則第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure直接承受動力荷載的實腹梁：直接承受動力荷載的實腹梁：時時，可可不不配配置置加加勁勁肋肋；當(dāng)當(dāng)；時時，按按構(gòu)構(gòu)造

33、造配配置置加加勁勁肋肋當(dāng)當(dāng)，0023580)1(0 ccywfth 0235(2)80wyhtf時，應(yīng)配置橫向加勁肋；時，應(yīng)配置橫向加勁肋；0235170wyhtf當(dāng)（受 壓 翼 緣 扭 轉(zhuǎn) 受 約 束 ）束束）（受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)未未受受約約當(dāng)當(dāng)ywfth2351500 或按計算需要時，應(yīng)在彎曲受壓較大區(qū)格，加配縱向加勁肋。局部或按計算需要時，應(yīng)在彎曲受壓較大區(qū)格，加配縱向加勁肋。局部壓應(yīng)力很大的梁，應(yīng)在受壓區(qū)配置短加勁肋。壓應(yīng)力很大的梁，應(yīng)在受壓區(qū)配置短加勁肋。0235250wyhtf任何情況下，；（4）梁的支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處，宜設(shè)置支承加勁肋。）梁的支座處和上翼緣

34、受有較大固定集中荷載處，宜設(shè)置支承加勁肋。 （3）第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure（1 1） 橫向加勁肋加強的腹板橫向加勁肋加強的腹板h0 0ahoa 計算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板計算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力；計算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板計算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力； -計算區(qū)格，平均剪力作用下，腹板截面剪應(yīng)力；計算區(qū)格，平均剪力作用下，腹板截面剪應(yīng)力； c c腹板計算高度邊緣的局部壓應(yīng)力，計算時取腹板計算高度邊緣的局部壓應(yīng)力，計算時取=1.0=1.0。5.5.腹板在幾種應(yīng)力聯(lián)合作用下的屈曲腹板在幾

35、種應(yīng)力聯(lián)合作用下的屈曲22,1ccrc crcr第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure（2 2）同時設(shè)置橫向和縱向加勁肋加強的腹板）同時設(shè)置橫向和縱向加勁肋加強的腹板h1ah hh h1 1）受壓區(qū)區(qū)格）受壓區(qū)區(qū)格 ：221, 111ccrc crcr第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure：的的實實用用計計算算表表達達式式如如下下1,11,crccrcr 111111117523564235crcrbbywb

36、ywbfh tafh tbh）按公式計算，但應(yīng)將改為代替：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時：縱向加勁肋至腹板計算高度受壓邊緣的距離。1012;crcrhh）按公式計算，但應(yīng)將 改為 代替,11111135623540235c crcrbcywcywcfh tafh tb）按公式計算，但應(yīng)將 改為代替：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到束時：第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure2)2)下區(qū)格下區(qū)格 ：ah hh hh2 計算區(qū)格，平均彎矩作用下，

37、腹板縱向加勁肋處的彎曲計算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板縱向加勁肋處的彎曲 壓應(yīng)力；壓應(yīng)力； 腹板在縱向加勁肋處的局部壓應(yīng)力，取腹板在縱向加勁肋處的局部壓應(yīng)力，取 計算同前。計算同前。cc 3 . 02 22222,221ccrc crcr第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure：的的實實用用計計算算表表達達式式如如下下2,22,crccrcr 高度受拉邊緣的距離。高度受拉邊緣的距離?？v向加勁肋至腹板計算縱向加勁肋至腹板計算代替：代替：改為改為公式計算，但應(yīng)將公式計算，但應(yīng)將按按） 222222351941

38、hfthywbbbcrcr ;2202代代替替改改為為公公式式計計算算，但但應(yīng)應(yīng)將將按按）hhcrcr 2,2:32220,2, hahahhcrCcrc取取時時當(dāng)當(dāng)代替代替改為改為公式計算，但應(yīng)將公式計算，但應(yīng)將按按） 第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structureh1221, 111ccrc crcr) )受壓翼緣和縱向加勁肋間設(shè)有短加勁肋的區(qū)格板受壓翼緣和縱向加勁肋間設(shè)有短加勁肋的區(qū)格板ah hh ha a1 1第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principle

39、s of Steel Structure：的的實實用用計計算算表表達達式式如如下下1,11,crccrcr ;11公公式式計計算算按按）crcr 111111111111,5 . 04 . 012 . 123573235872 . 13hahaftabftaahaywcywccbcrcrc 時時：上上式式右右側(cè)側(cè)乘乘以以當(dāng)當(dāng)未未受受到到束束時時：、當(dāng)當(dāng)梁梁的的受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)受受到到約約束束時時：、當(dāng)當(dāng)梁梁的的受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時時：當(dāng)當(dāng)代代替替：改改為為公公式式計計算算，但但應(yīng)應(yīng)將將按按） ;21101代代替替、改改為為、公公式式計計算算，但但應(yīng)應(yīng)將將按按）ahahcrcr 第

40、五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure6.6.腹板局部穩(wěn)定驗算步驟腹板局部穩(wěn)定驗算步驟實腹梁腹板局部穩(wěn)定的驗算比較復(fù)雜。驗算步驟如下：實腹梁腹板局部穩(wěn)定的驗算比較復(fù)雜。驗算步驟如下： (1) 計算高厚比。若滿足規(guī)定限值，或不必設(shè)置加勁肋；或根據(jù)構(gòu)計算高厚比。若滿足規(guī)定限值，或不必設(shè)置加勁肋；或根據(jù)構(gòu)造要求設(shè)置橫向加勁肋，但不需驗算穩(wěn)定性。造要求設(shè)置橫向加勁肋，但不需驗算穩(wěn)定性。(2) 當(dāng)高厚比超過規(guī)定限值時，應(yīng)按規(guī)定設(shè)置橫向加勁肋或橫向、當(dāng)高厚比超過規(guī)定限值時，應(yīng)按規(guī)定設(shè)置橫向加勁肋或橫向、縱向加勁肋。

41、縱向加勁肋。 1）先設(shè)定加勁肋間距先設(shè)定加勁肋間距a。 2）計算加勁肋之間板塊的平均彎曲正應(yīng)力、平均力剪應(yīng)力和局計算加勁肋之間板塊的平均彎曲正應(yīng)力、平均力剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力。部壓應(yīng)力。 3）計算各種單一力學(xué)狀態(tài)下的臨界應(yīng)力：臨界彎曲應(yīng)力計算各種單一力學(xué)狀態(tài)下的臨界應(yīng)力：臨界彎曲應(yīng)力( ( crcr) )、臨界剪應(yīng)力臨界剪應(yīng)力( cr)、臨界局部壓應(yīng)力臨界局部壓應(yīng)力( c,cr) 。 4）驗算腹板穩(wěn)定。過于富?；虿粷M足設(shè)計要求時，可調(diào)整縱、驗算腹板穩(wěn)定。過于富?；虿粷M足設(shè)計要求時，可調(diào)整縱、橫向加勁肋的間距，再進行驗算。橫向加勁肋的間距，再進行驗算。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼

42、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure （3）需驗算的截面位置，首先是梁的端部第一塊板段（此需驗算的截面位置，首先是梁的端部第一塊板段（此處剪力最大）；截面改變處的板段（剪應(yīng)力小些但正應(yīng)力大）處剪力最大）；截面改變處的板段（剪應(yīng)力小些但正應(yīng)力大）和跨中截面（正應(yīng)力最大和跨中截面（正應(yīng)力最大 ）。）。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure橫向加勁肋的間距橫向加勁肋的間距a應(yīng)滿足下列構(gòu)造要求：應(yīng)滿足下列構(gòu)造要求：橫向加勁肋貫通，縱向橫向加勁肋貫通，縱向加勁肋

43、斷開；加勁肋斷開； 0.5h0a2h0；無局部壓應(yīng)力的梁，當(dāng)；無局部壓應(yīng)力的梁，當(dāng)h0/tw100時時a2.5h0；縱向加勁肋應(yīng)布置在距腹板計算高度受壓邊緣；縱向加勁肋應(yīng)布置在距腹板計算高度受壓邊緣h1=（1/51/4）h0范圍內(nèi)。短加勁肋的間距范圍內(nèi)。短加勁肋的間距a10.75h1。加勁肋布置要求加勁肋布置要求5.4.3 腹板加勁肋的布置和設(shè)計腹板加勁肋的布置和設(shè)計h1h2h0加勁肋可以成對布置于腹板兩側(cè)，也可以單側(cè)布置，支承加勁肋及加勁肋可以成對布置于腹板兩側(cè)，也可以單側(cè)布置，支承加勁肋及重級工作制吊車梁必須兩側(cè)對稱布置。重級工作制吊車梁必須兩側(cè)對稱布置。 第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼

44、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structureho/260sb/3( 40)sb40mm300 hbs外伸寬度：外伸寬度：15ssbt 橫向加勁肋的厚度橫向加勁肋的厚度：單側(cè)布置單側(cè)布置時，外伸寬度增加時，外伸寬度增加20，厚度不厚度不小于其外伸寬度小于其外伸寬度1/15。加勁肋的構(gòu)造要求加勁肋的構(gòu)造要求 腹板兩側(cè)成對腹板兩側(cè)成對配置橫向加勁肋時：配置橫向加勁肋時：焊接梁的橫向加勁肋與翼緣板相接處應(yīng)切角，當(dāng)切成斜角時，其寬焊接梁的橫向加勁肋與翼緣板相接處應(yīng)切角，當(dāng)切成斜角時，其寬約為約為b bs s/3(/3(但不大于但不大于40mm)40

45、mm)，高約為，高約為b bs s/2(/2(但不大于但不大于60mm)60mm)。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure303wssz3)2(121wthtbtI 橫向加勁肋應(yīng)滿足橫向加勁肋應(yīng)滿足: :縱向加勁肋應(yīng)滿足縱向加勁肋應(yīng)滿足: :加勁肋必須具備一定剛度，截面慣性矩應(yīng)滿足：加勁肋必須具備一定剛度，截面慣性矩應(yīng)滿足：3w02000)(0.452.5(,85. 0/thhahaIhay 3w00.51,85. 0/thIhay 短向加勁肋短向加勁肋最小間距為最小間距為0.75h1, ,外伸寬度應(yīng)

46、取為橫向加勁肋外伸寬外伸寬度應(yīng)取為橫向加勁肋外伸寬度的度的0.7-1.0倍倍, ,厚度同樣不小于短向加勁肋外伸寬度的厚度同樣不小于短向加勁肋外伸寬度的1/15。用型鋼制成的加勁肋，其截面慣性矩不應(yīng)小于相應(yīng)鋼板加勁肋的慣性矩；用型鋼制成的加勁肋，其截面慣性矩不應(yīng)小于相應(yīng)鋼板加勁肋的慣性矩；在腹板兩側(cè)成對配置加勁肋，其截面慣性矩應(yīng)按梁腹板中心線為軸計算。在腹板兩側(cè)成對配置加勁肋，其截面慣性矩應(yīng)按梁腹板中心線為軸計算。在腹板一側(cè)配置的加勁肋，其截面慣性矩應(yīng)按與加勁肋相連的腹板邊緣在腹板一側(cè)配置的加勁肋，其截面慣性矩應(yīng)按與加勁肋相連的腹板邊緣為軸線進行計算。為軸線進行計算。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)

47、件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure支承加勁肋計算支承加勁肋計算ywftC/23515 cceceeFfA1.端面承壓端面承壓Ace加勁肋端面實際加勁肋端面實際承壓面積承壓面積;f fcece鋼材承壓強度鋼材承壓強度設(shè)計值。設(shè)計值。CCCCC50-100t2t2. 梁的支承加勁肋應(yīng)按承受梁支座反力或固定集中荷載的軸心受壓構(gòu)梁的支承加勁肋應(yīng)按承受梁支座反力或固定集中荷載的軸心受壓構(gòu)件計算其在腹板平面外的穩(wěn)定性。此受壓構(gòu)件的截面應(yīng)包括加勁肋每件計算其在腹板平面外的穩(wěn)定性。此受壓構(gòu)件的截面應(yīng)包括加勁肋每側(cè)側(cè) 范圍內(nèi)的腹板面積，計算長

48、度取范圍內(nèi)的腹板面積，計算長度取h0。15235/wytf3. 梁支承加勁肋端部應(yīng)按其所承受的支座反力或固定集中荷載進行計算；梁支承加勁肋端部應(yīng)按其所承受的支座反力或固定集中荷載進行計算；當(dāng)端部為刨平頂緊時，計算其端面的承壓應(yīng)力；當(dāng)端部為焊接時計算其焊當(dāng)端部為刨平頂緊時，計算其端面的承壓應(yīng)力；當(dāng)端部為焊接時計算其焊縫應(yīng)力。對突緣支座，其伸出長度不得大于其厚度的縫應(yīng)力。對突緣支座，其伸出長度不得大于其厚度的2 2倍。倍。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure梁的設(shè)計梁的設(shè)計1 1、梁的類型和梁格布置、梁

49、的類型和梁格布置2 2、梁的設(shè)計、梁的設(shè)計3 3、腹板加勁肋的布置和設(shè)計、腹板加勁肋的布置和設(shè)計梁的設(shè)計梁的設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure梁的類型及梁格布置梁的類型及梁格布置按彎曲變形狀況分按彎曲變形狀況分： 單向彎曲構(gòu)件單向彎曲構(gòu)件構(gòu)件在一個主軸平面內(nèi)受彎構(gòu)件在一個主軸平面內(nèi)受彎 雙向彎曲構(gòu)件雙向彎曲構(gòu)件構(gòu)件在二個主軸平面內(nèi)受彎構(gòu)件在二個主軸平面內(nèi)受彎梁的類型梁的類型按支承條件分按支承條件分： 簡支梁、連續(xù)梁簡支梁、連續(xù)梁 、懸臂梁、懸臂梁 鋼梁一般都用簡支梁，簡支梁制造簡單，安裝方便，且可避免支鋼梁一般都用簡支梁，

50、簡支梁制造簡單，安裝方便，且可避免支座不均勻沉陷所產(chǎn)生的不利影響。不論何種支承的梁，當(dāng)截面內(nèi)力座不均勻沉陷所產(chǎn)生的不利影響。不論何種支承的梁，當(dāng)截面內(nèi)力已知時，進行截面設(shè)計的原則和方法是相同的。已知時，進行截面設(shè)計的原則和方法是相同的。梁的設(shè)計梁的設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure面板次 梁主 梁柱支 撐按傳力系統(tǒng)的作用分類：按傳力系統(tǒng)的作用分類： 荷載荷載 樓板樓板（次梁次梁） 主梁主梁 柱柱 基礎(chǔ)基礎(chǔ) 次梁主要承受均布荷載，主梁主要承受集中荷載。次梁主要承受均布荷載，主梁主要承受集中荷載。梁的設(shè)計梁的設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理

51、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure圖圖5.1.1 梁的截面形式梁的截面形式dh熱軋型鋼梁熱軋型鋼梁(a)焊接組合截面梁焊接組合截面梁(b)冷彎薄壁型鋼梁冷彎薄壁型鋼梁(c)空腹式截面梁空腹式截面梁(d)組合梁組合梁(e) 梁的截面形式梁的截面形式梁的設(shè)計梁的設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure 梁格梁格是由許多梁排列而成的平面體系，例如樓蓋和工作平臺等。是由許多梁排列而成的平面體系，例如樓蓋和工作平臺等。梁格上的荷載一般先由鋪板傳給次梁，再由次梁傳給主梁，然后傳梁格上的荷

52、載一般先由鋪板傳給次梁，再由次梁傳給主梁，然后傳到柱或墻，到柱或墻， 最后傳給基礎(chǔ)和地基。最后傳給基礎(chǔ)和地基。 梁格布置梁格布置根據(jù)梁的排列方式，梁格可分成下列三種典型的形式根據(jù)梁的排列方式，梁格可分成下列三種典型的形式簡單式梁格簡單式梁格只有主梁，適用于梁跨度較小的情況；只有主梁，適用于梁跨度較小的情況； 普通式梁格普通式梁格有次梁和主梁，次梁支承于主梁上；有次梁和主梁，次梁支承于主梁上； 復(fù)式梁格復(fù)式梁格除主梁和縱向次梁外，還有支承于縱向次梁上的除主梁和縱向次梁外，還有支承于縱向次梁上的橫向次梁。橫向次梁。 梁的設(shè)計梁的設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles

53、of Steel Structure主次梁的連接主次梁的連接主次梁的連接可以是主次梁的連接可以是疊接、平接疊接、平接或或降低連接降低連接。疊接疊接是次梁直接放在主梁或其他次梁上，用焊縫或螺栓固是次梁直接放在主梁或其他次梁上，用焊縫或螺栓固頂。連接方法簡單方便，但建筑高度大，使用受到限制。頂。連接方法簡單方便，但建筑高度大，使用受到限制。平接平接又稱等高連接，次梁與主梁上翼緣位于同一平面其上鋪又稱等高連接，次梁與主梁上翼緣位于同一平面其上鋪板。該方法允許在給定的樓板建筑高度里增大主梁的高度。板。該方法允許在給定的樓板建筑高度里增大主梁的高度。降低連接降低連接用于復(fù)式梁格中，縱向次梁在低于主梁上翼

54、緣的水用于復(fù)式梁格中，縱向次梁在低于主梁上翼緣的水平處與主梁相連，縱向次梁上疊放橫向次梁，鋪板位于主梁之平處與主梁相連，縱向次梁上疊放橫向次梁，鋪板位于主梁之上。該方法允許在給定的樓板建筑高度里增大主梁的高度。上。該方法允許在給定的樓板建筑高度里增大主梁的高度。梁的設(shè)計梁的設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure梁的設(shè)計梁的設(shè)計 一般說來，梁的設(shè)計步驟通常是先根據(jù)強度和剛度要求，同一般說來，梁的設(shè)計步驟通常是先根據(jù)強度和剛度要求，同時考慮經(jīng)濟和穩(wěn)定性等各個方面，初步選擇截面尺寸，然后對所時考慮經(jīng)濟和穩(wěn)定性等各個方面，初步選擇截面

55、尺寸，然后對所選的截面進行強度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的驗算。選的截面進行強度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的驗算。如果驗算結(jié)果不能滿足要求，就需要重新選擇截面或采取一如果驗算結(jié)果不能滿足要求，就需要重新選擇截面或采取一些有效的措施予以解決。對組合梁，還應(yīng)從經(jīng)濟考慮是否需要采些有效的措施予以解決。對組合梁，還應(yīng)從經(jīng)濟考慮是否需要采用變截面梁，使其截面沿長度的變化與彎矩的變化相適應(yīng)。用變截面梁，使其截面沿長度的變化與彎矩的變化相適應(yīng)。此外，還必須妥善解決翼緣與腹板的連接問題，受鋼材規(guī)格、此外，還必須妥善解決翼緣與腹板的連接問題，受鋼材規(guī)格、運輸和安裝條件的限制而必須設(shè)置拼接的問題，梁的支座以及與運

56、輸和安裝條件的限制而必須設(shè)置拼接的問題，梁的支座以及與其他構(gòu)件連接的問題等等。其他構(gòu)件連接的問題等等。 梁的設(shè)計梁的設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure梁的截面選擇梁的截面選擇1.型鋼梁截面的選擇型鋼梁截面的選擇只需根據(jù)計算所得到的梁中最大彎矩按下列公式求出需要的只需根據(jù)計算所得到的梁中最大彎矩按下列公式求出需要的凈截面模量，然后在型鋼規(guī)格表中選擇截面模量接近的凈截面模量，然后在型鋼規(guī)格表中選擇截面模量接近的Wnx的型鋼做為試選截面。的型鋼做為試選截面。 fMWxxnxMx梁截面內(nèi)繞梁截面內(nèi)繞x軸的最大彎矩設(shè)計值；軸的最大彎

57、矩設(shè)計值；Wnx截面對截面對x軸的凈截面模量；軸的凈截面模量； x截面截面對對x軸的有限軸的有限塑性發(fā)展系數(shù)；塑性發(fā)展系數(shù)； f 鋼材抗彎設(shè)計強度鋼材抗彎設(shè)計強度 ； 梁的設(shè)計梁的設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure2.組合梁截面的選擇組合梁截面的選擇 梁的內(nèi)力較大時，需采用組合梁。常用的形式為由三塊鋼板焊成梁的內(nèi)力較大時，需采用組合梁。常用的形式為由三塊鋼板焊成的工字形截面。的工字形截面。組合梁的截面選擇設(shè)計包括：確定截面高度、腹板尺組合梁的截面選擇設(shè)計包括：確定截面高度、腹板尺寸和翼緣尺寸。寸和翼緣尺寸。1）截面高度截面

58、高度最大高度最大高度hmax建筑高度；建筑高度； 最小高度最小高度hmin剛度要求，根據(jù)容許撓度查表；剛度要求，根據(jù)容許撓度查表； 經(jīng)濟高度經(jīng)濟高度hs 滿足使用要求的前提下使梁的總用鋼量為最小。滿足使用要求的前提下使梁的總用鋼量為最小。 4222maxmaxmax10555384484824kkkkxxxq lMMlllEIEIEW hEh以受均布荷載的簡支梁為例：以受均布荷載的簡支梁為例：梁的設(shè)計梁的設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure1.3sksf 取，-荷載平均分項系數(shù)，可近似取。梁的經(jīng)濟高度梁的經(jīng)濟高度he e，經(jīng)

59、驗公式：經(jīng)驗公式：綜上所述，梁的高度應(yīng)滿足：綜上所述，梁的高度應(yīng)滿足：ehhhhh 且且maxmin并符合鋼材尺寸規(guī)格并符合鋼材尺寸規(guī)格 Tflh6min1034. 14 . 02xsWh 梁的設(shè)計梁的設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure 2）腹板尺寸腹板尺寸 wAwtAfhhhw1b1t腹板高度腹板高度hw梁高確定以后腹板高也就確定了，腹板高為梁高梁高確定以后腹板高也就確定了，腹板高為梁高減兩個翼緣的厚度，在取腹板高時要考慮鋼板的減兩個翼緣的厚度，在取腹板高時要考慮鋼板的尺寸規(guī)格，一般使腹板高度為尺寸規(guī)格，一般使腹板高度為

60、50mm的模數(shù)。的模數(shù)。5 . 3/wwht VwwfhVtmax2 . 1 腹板厚度腹板厚度tw 抗剪強度要求抗剪強度要求: :局部穩(wěn)定和構(gòu)造因素局部穩(wěn)定和構(gòu)造因素: :一般來說，腹板厚度最好在一般來說，腹板厚度最好在8-22mm8-22mm范圍內(nèi)，對個別小跨范圍內(nèi)，對個別小跨度梁，腹板最小厚度可采取度梁，腹板最小厚度可采取6mm6mm。梁的設(shè)計梁的設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure3）翼緣板尺寸）翼緣板尺寸 根據(jù)翼緣所需要的截面慣性矩確定翼緣板尺寸：根據(jù)翼緣所需要的截面慣性矩確定翼緣板尺寸：選擇選擇b和和t時要符合鋼板