1_第5章节受弯构件
50页1、第5章 受 弯 构 件,第5章 受 弯 构 件,5.1 梁的强度计算 5.2 梁的刚度计算 5.3 梁的整体稳定 5.4 梁的局部稳定 5.5 梁的拼接与连接 5.6 型钢梁的设计 5.7 组合钢梁的设计 1.2系数,考虑腹板加劲肋增加20%后的截面积系数; 5.8 钢与混凝土组合梁,第5章 受 弯 构 件,图5-1 梁的截面形式 a)、b)型钢梁 c)、d)、e)组合梁 f)铆接组合梁 g)、h)、i)薄壁型钢檩条 j)、k)起重机梁,5.1 梁的强度计算,5.1.1 梁的抗弯强度计算 1.梁在弯矩作用下 截面上正应力发展的三个阶段。 (1) 弹性工作阶段 弯矩较小时,梁截面应力为直线分布,最外边缘正应力不超过屈服点fy,其弹性极限弯矩为:Me=Wnfy,Wn为净截面弹性抵抗矩(图5-2b、c)。,图5-2 梁的应力分布,(2) 弹塑性工作阶段 弯矩继续增加,截面边缘区域出现塑性变形,但中间部分仍保持弹性工作状态(图5-2d)。,5.1 梁的强度计算,(3) 塑性工作阶段 弯矩再继续增加,截面塑性变形向深处发展,直至弹性核心消失,截面全部进入塑性状态,形成塑性铰区(图5-2e)。 2
2、.梁的抗弯强度计算公式,表5-1 截面塑性发展系数、,5.1.2 梁的抗剪强度计算,5.1 梁的强度计算,在主平面内受弯的实腹梁,其抗剪强度应按下式计算: 5.1.3 梁的局部承压强度计算 当梁的翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载,且该荷载处又未设置支承加劲肋,一般认为集中荷载从作用处以45角扩散,均匀分布于腹板边缘局部范围内(图53),腹板计算高度上边缘局部承压强度应按下式计算:,图5-3 局部承压腹板边缘压应力分布 a)固定集中荷载作用在无支承加劲肋处 b)移动集中荷载作用在无支承加劲肋处,5.1 梁的强度计算,5.1.4 梁的折算应力计算 在组合梁的腹板计算高度边缘处,若同时受有较大的正应力、切应力和局部压应力,或同时受有较大的正应力和切应力,如连续梁支座处或梁的翼缘截面改变处,其折算应力应按下式计算:,5.2 梁的刚度计算,5.3 梁的整体稳定,5.3.1 梁的整体稳定计算,图5-4 梁丧失整体稳定的变形示意图,5.3 梁的整体稳定,梁在丧失整体稳定时的荷载称临界荷载或临界力,梁受压翼缘相应的最大应力叫临界应力。 5.3.2 梁的整体稳定系数 理论分析表明,影响梁整体稳定承载力的
3、因素很多,主要有:梁的侧向抗弯刚度EIy,梁的跨度或受压翼缘侧向自由长度,荷载的种类和荷载的作用位置以及梁的支座约束和梁的截面形式等。 (1) 对于均匀弯曲的双轴对称工字形截面受弯构件,当y120时,其整体稳定系数可按下列近似公式计算: (2) 对于轧制普通I字钢简支梁的可由型钢型号和受压翼缘侧向支承点的间距等参数按表5-2和表5-3直接查出,当0.6时,应按表5-2中的b代替,b为考虑塑性影响时梁整体稳定系数,b=1.07-(0.282/b)1.0。,5.3 梁的整体稳定,表5-2 整体稳定系数值,(3) 轧制槽钢简支梁的不论荷载类型和作用位置均按下式计算:,5.3 梁的整体稳定,表5-3 轧制普通I字钢简支梁的值,5.3 梁的整体稳定,表5-3 轧制普通I字钢简支梁的值,2.荷载作用于上翼缘,系指作用点在翼缘表面,方向指向截面形心;作用于下翼缘,则背向截面形心。,5.3 梁的整体稳定,3.表中的适用于Q235钢。 5.3.3 保证梁整体稳定性的构造措施 提高钢梁整体稳定性的最有效措施是加大受压翼缘宽度b1和增加受压翼缘的侧向支承点,以减小其侧向自由长度l1。 (1) 有铺板(各种钢
4、筋混凝土板和钢板)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。 (2) 等截面H形或工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度l1与其宽度b1之比不超过表5-4所规定的数值时。,表5-4 H形、I形截面简支梁不需计算整体稳定性的最大/值,5.3 梁的整体稳定,2.梁的支座处,应采取构造措施以防止梁端截面的扭转。 3.对跨中无侧向支承点的梁,l1为其跨度;对有侧向支点的梁,l1为支点间距离。,5.4 梁的局部稳定,图5-5 梁的局部失稳现象 a)翼缘的失稳 b)腹板在正应力作用下的失稳 c)腹板在切应力作用下的失稳 d)腹板在轮压下的失稳,5.4 梁的局部稳定,5.4.1 保证梁局部稳定的措施 保证梁局部稳定的主要措施有: 1.受压翼缘局部稳定 (1) I形截面受压翼缘自由外伸宽度b1与其厚度t之比,应符合下式要求: (2) 箱形截面受压翼缘板与腹板间无支承,宽度b0与其厚度t之比,应满足: 2. 设置腹板加劲肋,以保证腹板局部稳定性 加劲肋的布置如图5-6所示。,5.4 梁的局部稳定,图5-6 加劲肋的布置,(1) 当h0/tw80时,对有局部压应力(c0)的梁,宜按构造
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