第五章梁（受彎構(gòu)件）第一節(jié)概述第二節(jié)梁的強(qiáng)度與剛度第三節(jié)梁的整體穩(wěn)定第四節(jié)梁的局部穩(wěn)定與加勁肋設(shè)計(jì)第五節(jié)梁的截面設(shè)計(jì)第一節(jié)概述梁主要是用作承受橫向荷載的實(shí)腹式構(gòu)件（格構(gòu)式為桁架），主要內(nèi)力為彎矩與剪力；梁的正常使用極限狀態(tài)為控制梁的撓曲變形；梁的承載能力極限狀態(tài)包括：強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性及局部穩(wěn)定性；梁的截面主要分型鋼與鋼板組合截面梁格形式主要有：簡(jiǎn)式梁格（單一梁）、普通梁格（分主、次梁）及復(fù)式梁格（分主梁及橫、縱次梁），具體詳見(jiàn)P141圖5.2第二節(jié)梁的強(qiáng)度與剛度一、梁的強(qiáng)度梁在荷載作用下將產(chǎn)生彎應(yīng)力、剪應(yīng)力，在集中荷載作用處還有局部承壓應(yīng)力，故梁的強(qiáng)度應(yīng)包括：抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、局部成壓強(qiáng)度，在彎應(yīng)力、剪應(yīng)力及局部壓應(yīng)力共同作用處還應(yīng)驗(yàn)算折算應(yīng)力。1、抗彎強(qiáng)度彈性階段：以邊緣屈服為最大承載力彈塑性階段：以塑性鉸彎矩為最大承載力彈性最大彎矩塑性鉸彎矩截面形狀系數(shù)梁的《規(guī)范》計(jì)算方法以部分截面發(fā)展塑性（1/4截面）為極限承載力狀態(tài)單向彎曲雙向彎曲式中：γ為塑性發(fā)展系數(shù).b1/t≥13及直接承受動(dòng)力荷載時(shí)γ=1.0二、抗剪強(qiáng)度三、腹板局部壓應(yīng)力四、折算應(yīng)力兩σ同號(hào)取1.1，異號(hào)取1.2五、梁的剛度控制梁的撓跨比小于規(guī)定的限制（為變形量的限制）第三節(jié)梁的整體穩(wěn)定一、梁的失穩(wěn)機(jī)理梁受彎變形后，上翼緣受壓，由于梁側(cè)向剛度不夠，就會(huì)發(fā)生梁的側(cè)向彎曲失穩(wěn)變形，梁截面從上至下彎曲量不等，就形成截面的扭轉(zhuǎn)變形，同時(shí)還有彎矩作用平面那的彎曲變形，故梁的失穩(wěn)為彎扭失穩(wěn)形式，完整的說(shuō)應(yīng)為：側(cè)向彎曲扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)。從以上失穩(wěn)機(jī)理來(lái)看，提高梁的整穩(wěn)承載力的有效措施應(yīng)為提高梁上翼緣的側(cè)移剛度，減小梁上翼緣的側(cè)向計(jì)算長(zhǎng)度二、影響梁整體穩(wěn)定的因素主要因素有：截面形式，荷載類型，荷載作用方式，受壓翼緣的側(cè)向支撐。三、整體穩(wěn)定計(jì)算表達(dá)式三、梁的整體穩(wěn)定保證措施提高梁的整體穩(wěn)定承載力的關(guān)鍵是，增強(qiáng)梁受壓翼緣的抗側(cè)移及扭轉(zhuǎn)剛度，當(dāng)滿足一定條件時(shí)，就可以保證在梁強(qiáng)度破壞之前不會(huì)發(fā)生梁的整體失穩(wěn)，可以不必驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定.四、梁的側(cè)向支撐側(cè)向支撐作用是為梁提供側(cè)向支點(diǎn)，減小側(cè)向計(jì)算長(zhǎng)度，故要求側(cè)向支撐應(yīng)可靠，能有效地承受梁側(cè)彎產(chǎn)生的側(cè)向力（實(shí)際為彎曲剪力），由于側(cè)彎主要是受壓翼緣彎曲引起，同第四章，側(cè)向力可以寫為：如果為支桿應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算，夾支座：梁為側(cè)向彎曲扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)，所以支座處應(yīng)采取措施限制梁的扭轉(zhuǎn)。第四節(jié)梁的局部穩(wěn)定與加勁肋設(shè)計(jì)一、概述同軸壓構(gòu)件一樣，為提高梁的剛度與強(qiáng)度及整體穩(wěn)定承載力，應(yīng)遵循“肢寬壁薄”的設(shè)計(jì)原則，從而引發(fā)板件的局部穩(wěn)定承載力問(wèn)題。翼緣板受力較為簡(jiǎn)單，仍按限制板件寬厚比的方法來(lái)保證局部穩(wěn)定性。腹板受力復(fù)雜，而且為滿足強(qiáng)度要求，截面高度較大，如仍采用限制梁的腹板高厚比的方法，會(huì)使腹板取值很大，不經(jīng)濟(jì)，一般采用加勁肋的方法來(lái)減小板件尺寸，從而提高局部穩(wěn)定承載力。圖中：1－橫向加勁肋2－縱向加勁肋3－短加勁肋二、翼緣板的局部穩(wěn)定設(shè)計(jì)原則－－等強(qiáng)原則按彈性設(shè)計(jì)（不考慮塑性發(fā)展γ=1.0），因有殘余應(yīng)力影響，實(shí)際截面已進(jìn)入彈塑性階段，《規(guī)范》取Et=0.7E。若考慮塑性發(fā)展(γ＞1.0），塑性發(fā)展會(huì)更大Et=0.5E。當(dāng)時(shí)，γ=1.0三、腹板的的屈曲屈曲應(yīng)力統(tǒng)統(tǒng)一表達(dá)式式剪切應(yīng)力屈屈曲如不設(shè)加勁勁肋，a＞＞b，b/a→0，k≈5.34,χ=1.23彎曲應(yīng)力彈彈性屈曲如不設(shè)加勁勁肋，k≈23.9,χ=1.66（1.23,扭轉(zhuǎn)不約束束）局部壓應(yīng)力力彈性屈曲曲按a/h0=2設(shè)置橫向加加勁肋，k≈18.4,η=1.0復(fù)合應(yīng)力作作用板件屈屈曲僅配置橫向向加勁肋配有縱向加加勁肋的上上區(qū)格（偏偏心受壓））配有縱向加加勁肋的下下區(qū)格（偏偏心受壓，，σc2≈σc）四、加勁肋肋的配置與與構(gòu)造1、配置規(guī)定定2、加勁肋的的構(gòu)造橫向加勁肋肋貫通，縱縱向加勁肋肋斷開(kāi)；橫向加勁肋肋的間距a應(yīng)滿足，，當(dāng)且時(shí)時(shí)，允許縱向加勁肋肋距受壓翼翼緣的距離離應(yīng)在范范圍內(nèi)內(nèi)；上述各式中中，h0為梁腹板的的計(jì)算高度度，hc為梁腹板受受壓區(qū)高度度，對(duì)于單單對(duì)稱截面面，有關(guān)縱縱向加勁肋肋規(guī)定中的的h0應(yīng)取2hc。加勁肋可以以成對(duì)布置置于腹板兩兩側(cè)，也可可以單側(cè)布布置，支承承加勁肋及及重級(jí)工作作制吊車梁梁必須兩側(cè)側(cè)對(duì)稱布置置。加勁肋必須須具備一定定剛度，截截面尺寸及及慣性矩應(yīng)應(yīng)滿足：橫向加勁肋肋的截面尺尺寸雙側(cè)布置時(shí)時(shí)單側(cè)布置時(shí)時(shí)：bs不應(yīng)小于上上式的1.2倍。截面慣性矩矩的要求（同時(shí)配置置橫、縱肋肋時(shí)）橫向肋：縱向肋：當(dāng)時(shí)時(shí)當(dāng)時(shí)時(shí)橫向加勁肋肋應(yīng)按右圖圖示切角，，避免多向焊焊縫相交，，產(chǎn)生復(fù)雜雜應(yīng)力場(chǎng)。支承加勁肋肋構(gòu)造與計(jì)計(jì)算在梁支座處處及較大集集中荷載作作用處，應(yīng)應(yīng)布置支承承加勁肋，，支承加勁勁肋實(shí)際上上就是加大大的橫向加加勁肋，支支承加勁肋肋分梁腹板板兩側(cè)成對(duì)對(duì)布置的平板式，及及凸緣式兩兩種。其作用除保保證腹板的的局部穩(wěn)定定外，還應(yīng)應(yīng)承受集中中力作用，，故除滿足橫橫向加勁肋肋的有關(guān)尺尺寸及構(gòu)造造要求外，尚滿足如如下所述幾幾方面承載載力的要求求。穩(wěn)定性計(jì)算算注：平板式式按b類；凸緣式式按c類端面刨平抵抵緊示應(yīng)驗(yàn)驗(yàn)算端面承承壓端面焊接時(shí)時(shí)以及支承承肋與腹板板的焊縫應(yīng)應(yīng)按第三章章方法驗(yàn)算算焊縫強(qiáng)度度第四節(jié)鋼鋼梁的設(shè)設(shè)計(jì)一、型鋼梁梁的設(shè)計(jì)1、根據(jù)實(shí)際際情況計(jì)算算梁的最大大彎距設(shè)計(jì)計(jì)值Mmax；2、根據(jù)抗彎強(qiáng)強(qiáng)度，計(jì)算算所需的凈凈截面抵抗抗矩：3、查型鋼表表確定型鋼鋼截面4、截面驗(yàn)算算強(qiáng)度驗(yàn)算：：抗彎、抗抗剪、局部部承壓（一一般不需驗(yàn)驗(yàn)算折算應(yīng)應(yīng)力強(qiáng)度））；剛度驗(yàn)算：：驗(yàn)算梁的的撓跨比整體穩(wěn)定定驗(yàn)算（（型鋼截截面局部部穩(wěn)定一一般不需需驗(yàn)算））。根據(jù)驗(yàn)算算結(jié)果調(diào)調(diào)整截面面，再進(jìn)進(jìn)行驗(yàn)算算，直至至滿足。。二、組合合梁的截截面設(shè)計(jì)計(jì)1、根據(jù)受受力情況況確定所所需的截截面抵抗抗矩2、截面高高度的確確定最小高度度：hmin由梁剛度度確定；；最大高度度：hmax由建筑設(shè)設(shè)計(jì)要求求確定；；經(jīng)濟(jì)高度：：he由最小耗鋼鋼量確定；；選定高度：：hmin≤h≤hmax；h≈he，并認(rèn)為h0≈he3、確定腹板厚厚度（假定定剪力全部部由腹板承承受），則則有：或按經(jīng)驗(yàn)公公式：3、確定翼緣寬寬度確定了腹板板厚度后，，可按抗彎彎要求確定定翼緣板面面積Af，已工字型截截面為例：：有了Af，只要選定b、t中的其一，，就可以確確定另一值值。4、截面驗(yàn)算算強(qiáng)度驗(yàn)算：：抗彎、抗抗剪、局部部承壓以及及折算應(yīng)力力強(qiáng)度）；；剛度驗(yàn)算：：驗(yàn)算梁的的撓跨比；；整體穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算；局部穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算（翼緣板））根據(jù)驗(yàn)算結(jié)結(jié)果調(diào)整截截面，再進(jìn)進(jìn)行驗(yàn)算，，直至滿足足。