第5章受弯构件ppt课件.ppt

设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件1.了解梁的构造特点了解梁的构造特点和构造要求和构造要求2.掌握型钢梁和焊接掌握型钢梁和焊接梁的设计方法、设计梁的设计方法、设计过程和验算内容过程和验算内容3.了解梁的整体失稳了解梁的整体失稳和部分失稳问题，了和部分失稳问题，了解防止部分失稳的构解防止部分失稳的构造措施5.1 5.1 受弯构件的方式和运用受弯构件的方式和运用5.2 5.2 梁的强度和刚度梁的强度和刚度5.3 5.3 梁的整体稳定和支撑梁的整体稳定和支撑5.4 5.4 梁的部分稳定和腹板加劲肋设计梁的部分稳定和腹板加劲肋设计5.5 5.5 思索腹板屈曲后强度的梁设计思索腹板屈曲后强度的梁设计5.6 5.6 型钢梁的设计型钢梁的设计5.7 5.7 组合梁的设计组合梁的设计5.8 5.8 梁的拼接、衔接和支座梁的拼接、衔接和支座本章目录本章目录根本要求根本要求设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件第第5.15.1节节 梁的方式和运用梁的方式和运用1. 1. 实实腹式受弯构件腹式受弯构件——梁梁2. 2. 格构式受弯构件格构式受弯构件——桁架桁架了解梁的分类方法与运用了解梁的分类方法与运用 本节目录本节目录根本要求根本要求设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.1.1 5.1.1 实实腹式受弯构件腹式受弯构件- -梁梁图图5.1.1 5.1.1 梁的截面类型梁的截面类型(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(j)(k)设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 图图5.1.2 5.1.2 任务平台梁格表示图任务平台梁格表示图设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件图图5.1.3 5.1.3 梁格方式梁格方式主梁主梁L1aL2b次梁次梁主梁主梁aL2c主梁主梁横次梁横次梁纵次梁纵次梁aL2b设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.1.2 5.1.2 格构式受弯构件格构式受弯构件- -桁架桁架图图5.1.4 5.1.4 梁式桁架方式梁式桁架方式(a)(d)(b)(e)(c)(f)设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件第第5.25.2节节 梁的强度和刚度梁的强度和刚度1.1.梁设计中应满足的两种极限形状梁设计中应满足的两种极限形状2.2.梁的强度梁的强度 [ [抗弯强度、抗剪强度、部分承压强度、复杂应力抗弯强度、抗剪强度、部分承压强度、复杂应力作用下强度作用下强度] ]3.3.梁的刚度梁的刚度1.1.掌握梁设计中应满足的两种极限形状的详细内容；掌握梁设计中应满足的两种极限形状的详细内容；2.2.掌握梁的正应力、剪应力、部分压应力、折算应力强掌握梁的正应力、剪应力、部分压应力、折算应力强度和梁的刚度计算方法。

度和梁的刚度计算方法本节目录本节目录根本要求根本要求设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.2.1 5.2.1 梁梁设计设计中中应满应满足的两种极限形状足的两种极限形状表表5.1 5.1 梁设计中应满足的两种极限形状梁设计中应满足的两种极限形状刚度刚度梁的变形极限形状梁的变形极限形状正常运用极限形状正常运用极限形状部分稳定部分稳定整体稳定整体稳定稳定承载力稳定承载力复杂应力形状下强度复杂应力形状下强度部分承压强度部分承压强度抗剪强度抗剪强度抗弯强度抗弯强度强度承载力强度承载力承载才干极限形状承载才干极限形状需求满足需求满足需求满足需求满足内容内容极限形状极限形状设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.2.2.1 5.2.2.1 梁的抗弯强度梁的抗弯强度图5.2.1 5.2.1 钢梁加梁加载过程中弯矩程中弯矩M M与与挠度度δδ之之间的关系的关系5.2.2 5.2.2 梁的强度梁的强度设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 按理想化的应力-应变关系,梁在荷载作用下可大致分为四个任务阶段,现以双轴对称工字型截面为例阐明如下:图图5.2.2 5.2.2 梁的正应力分布四阶段梁的正应力分布四阶段设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件1.1.弹弹性任性任务阶务阶段段: : 2.2.弹弹塑性任塑性任务阶务阶段段: : 随着荷随着荷载载的增大的增大, ,最外最外层纤维层纤维相相继继屈服屈服, ,此此时时梁截面部分梁截面部分处处于于弹弹性性, ,部分部分进进入塑性入塑性图图(5.2.2b)(5.2.2b)。

在在规规范中范中, ,对对接受静力接受静力荷荷载载和和间间接接受接接受动动力荷力荷载载的受弯构件的的受弯构件的计计算算, ,就是以部分截就是以部分截面面进进入塑性作入塑性作为为强强度承度承载载力极限形状力极限形状, ,并将塑性区高度限制并将塑性区高度限制在在(1/8-1/4)h(1/8-1/4)h范范围围内设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件3.3.塑性任塑性任务阶务阶段段: : 荷荷载载再增大再增大, ,梁截面全部梁截面全部进进入塑性将呈入塑性将呈现现塑性塑性铰铰( (图图5.2.25.2.2c),c),此此时对应时对应的弯矩称的弯矩称为为塑性极限弯矩可用下式塑性极限弯矩可用下式计计算：算：4.4.应变应变硬化硬化阶阶段段: : 钢钢材材进进入入应应变变硬硬化化阶阶段段后后，，变变形形模模量量为为EstEst，，使使梁梁在在变变形形添添加加时时，，应应力力将将继继续续有有所所添添加加，，其其应应力力分分布布如如图图(5.2.2d)(5.2.2d) 梁梁的的塑塑性性极极限限矩矩Mp Mp 与与弹弹性性极极限限弯弯矩矩MeMe的的比比值值仅仅与与截截面面的的几几何何性性质质有有关关，，其其比比值值Wpn Wpn / / WnWn称称为为截截面面的的外外形形系系数数F F。

对对于于矩矩形形截截面面，，F=1.5F=1.5；；圆圆形形截截面面，，F=1.7F=1.7；；圆圆管管截截面面F=1.27F=1.27；；工工字字形形截截面面( (对对X X轴轴) )，，F F在在1.101.10和和1.171.17之之间间设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件式中：式中：Mx﹑My —Mx﹑My —梁梁绕x x轴和和y y轴的弯矩；的弯矩；     Wnx     Wnx、、Wny—Wny—对x x轴和和y y轴的的净截面抵抗矩；截面抵抗矩；    f —    f —钢材的材的强度度设计值，或，或简称称钢材的材的设计强度；度； γx γx、、γy —γy —截面的塑性开展系数截面的塑性开展系数 留意：直接接受留意：直接接受动动力荷力荷载载且需求且需求验验算疲算疲劳劳的梁，取塑的梁，取塑性开展系数性开展系数为为1.01.0 如如采采用用塑塑性性极极限限弯弯矩矩设设计计，，可可节节省省钢钢材材用用量量，，但但实实践践设设计计中中为为了了防防止止过过大大的的非非弹弹性性变变形形，，把把梁梁的的极极限限弯弯矩矩取取在在两两式式之之间间，，并并使使塑塑性性区区高高度度限限制制在在(1/8-1/4)(1/8-1/4)梁梁高高内内，，详详细细规规定定如下：如下： 单向弯曲时：单向弯曲时： 双向弯曲时双向弯曲时: : 设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 在在横横向向荷荷载载作作用用下下，，普普通通梁梁截截面面在在产产生生弯弯曲曲正正应应力力的的同同时时，，还还将将伴伴随随有有剪剪应应力力的的产产生生。

对对于于实实腹腹梁梁以以截截面面上上的的最最大大剪剪应应力达力达钢钢材的抗剪屈服点材的抗剪屈服点为为极限形状，如极限形状，如图图5.2.35.2.3所示图图5.2.3 5.2.3 截面剪应力产生过程截面剪应力产生过程设计应按下式按下式计算算: : 对对于型于型钢钢梁来梁来说说, ,由于腹板由于腹板较较厚，厚，该该式均能式均能满满足，故足，故不用不用计计算5.2.2.2 5.2.2.2 梁的抗剪梁的抗剪强强度度设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.2.2.3 5.2.2.3 部分承压强度部分承压强度图图5.2.4 5.2.4 梁部分压应力产生过程梁部分压应力产生过程设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 梁梁在在固固定定集集中中荷荷载载( (包包括括支支座座反反力力) )处处无无加加劲劲肋肋图图(5.2.4a)(5.2.4a)或或有有挪挪动动的的集集中中荷荷载载时时图图(5.2.4b), (5.2.4b), 应应计计算算腹腹板板计计算算高高度度边边缘缘处处的的部部分分压压应应力力它它的的翼翼缘缘类类似似于于支支承承于于腹腹板板上上的的弹弹性性地地基基梁梁，，腹腹板板边边缘缘在在F F作作用用点点处处所所产产生生的的压压应应力力最最大大，，向向两两边边逐逐渐渐变变小小。

为为简简化化计计算算，，假假定定F F以以α=45°α=45°向向两两边边分分散散, ,并均匀分布在腹板并均匀分布在腹板边缘边缘, ,其分布其分布长长度度lz lz 为为: : 当集中荷当集中荷载作用在梁端部作用在梁端部时，，为 式式中中a a为为集集中中荷荷载载沿沿梁梁跨跨度度方方向向的的承承压压长长度度, ,在在轮轮压压作作用用下下, ,可可取取a=5cma=5cmhyhy为为自自梁梁顶顶面面( (或或底底面面) )或或自自吊吊车车梁梁轨轨顶顶至至腹腹板板计计算算高高度度边边缘缘的的间间隔隔腹腹板板的的计计算算高高度度h0h0对对于于型型钢钢梁梁为为腹腹板板与与翼翼缘缘相相接接处处两两内内圆圆弧弧起起点点间间的的间间隔隔, ,对对于于组组合合梁梁那那么么为为腹板高度腹板高度 设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件部分部分压应力力验算公式算公式为: :式中：式中：F—F—集中荷集中荷载; ; ψ— ψ—系数系数, ,对于重于重级任任务制吊制吊车梁取梁取ψ=1.35,ψ=1.35,其它其它梁梁 ψ =1.0 ψ =1.0。

设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.2.2.4 5.2.2.4 复复杂应杂应力作用下力作用下强强度度 在在组组合合梁梁腹腹板板的的计计算算高高度度处处，，当当同同时时有有较较大大的的正正应应力力σσ、、较较大大的的剪剪应应力力ττ和和部部分分压压应应力力σcσc作作用用，，或或同同时时有有较较大的大的σσ和和ττ作用作用时时，都，都应应按下式按下式验验算折算算折算应应力：力： 式式中中：：σ σ ﹑τ ﹑τ ﹑σc—﹑σc—腹腹板板计算算高高度度h0 h0 边缘同同一一点点上上同同时产生生的的正正应力力﹑﹑剪剪应力力和和部部分分压应力力，，σσ和和σcσc以拉以拉应力力为正，正，压应力力为负 β1 β1 — — 计算算折折算算应力力的的强度度设计值增增大大系系数数: :当当σσ与与σcσc异异号号时, ,取取β1=1.2β1=1.2；；当当σσ与与σcσc同同号号时或或σc=0σc=0时, ,取取β1=1.1β1=1.1设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.2.3 5.2.3 梁的梁的刚刚度度 梁梁的的刚刚度度是是保保证证梁梁能能否否正正常常运运用用的的极极限限形形状状。

如如楼楼盖盖梁梁的的挠挠度度过过大大，，将将会会使使天天花花板板抹抹灰灰零零落落而而影影响响构构造造的的运运用用功功能能因因此此有有必必要要限限制制梁梁在在正正常常运运用用时时的的最最大大挠挠度受弯构件的度受弯构件的刚刚度要求是：度要求是：式中：式中：w—w—由荷由荷载的的规范范值所所产生的最大生的最大挠度；度； [w]— [w]—规范范规定的受弯构件的允定的受弯构件的允许挠度设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件第第5.35.3节节 梁的整体稳定和支撑梁的整体稳定和支撑1 1．梁整体稳定的概念．梁整体稳定的概念2 2．梁整体稳定的保证．梁整体稳定的保证3 3．梁整体稳定的计算方法．梁整体稳定的计算方法1 1．了解梁的整体失稳的根本概念；．了解梁的整体失稳的根本概念；2 2．掌握保证梁整体稳定的措施；．掌握保证梁整体稳定的措施；3 3．能进展梁整体稳定性的验算．能进展梁整体稳定性的验算本节目录本节目录根本要求根本要求设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.3.1 5.3.1 梁整体稳定的概念梁整体稳定的概念图5.3.1 梁丧失整体稳定过程设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 根据根据弹弹性性稳稳定定实际实际，按梁失，按梁失稳时稳时的的临临界形状列出平界形状列出平衡微分方程，可以解出不同截面和不同荷衡微分方程，可以解出不同截面和不同荷载载作用下的作用下的临临界弯矩。

界弯矩          双双轴对轴对称工字型截面称工字型截面简简支梁的支梁的临临界弯矩界弯矩为为：： 由由临临界弯矩界弯矩McrMcr的的计计算公式和算公式和ββ值值，有如下，有如下规规律：律： 〔 〔1 1〕 〕梁的梁的侧侧向抗弯向抗弯刚刚度度EIyEIy、抗扭、抗扭刚刚度度GItGIt越大越大, ,临临界界弯矩弯矩McrMcr越大；越大； 〔 〔2 2〕 〕梁受梁受压压翼翼缘缘的自在的自在长长度度l1l1越大越大, ,临临界弯矩越小；界弯矩越小； 〔 〔3 3〕 〕荷荷载载作用于下翼作用于下翼缘缘比作用于上翼比作用于上翼缘缘的的临临界弯矩大界弯矩大设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.3.2 5.3.2 梁整体梁整体稳稳定的保定的保证证 规范范规定定，，满足足以以下下条条件件时，，梁梁的的整整体体稳定定可可以以保保证，，不用不用验算 〔〔1 1〕〕 有有铺板板( (各各种种钢筋筋混混凝凝土土板板和和钢板板) )密密铺在在梁梁的的受受压翼翼缘上上并并与与其其结实相相衔接接，，能能阻阻止止梁梁受受压翼翼缘的的侧向向位位移移时，，如如图5.3.2(a)5.3.2(a)中次梁即属于此种情况；中次梁即属于此种情况； 〔〔2 2〕〕工工字字型型截截面面简支支梁梁受受压翼翼缘的的自自在在长度度l1(l1(图5.3.2(b)5.3.2(b)中中次次梁梁等等于于其其跨跨度度l l，，主主梁梁等等于于次次梁梁间距距〕〕与与其其宽度度b1b1之比不超越之比不超越[ [表表5.2]5.2]所所规定的数定的数值时〔如〔如图5.3.35.3.3所示〕。

所示〕 〔〔3 3〕〕箱箱形形截截面面简支支梁梁，，其其截截面面尺尺寸寸〔〔如如图5.3.45.3.4所所示示〕〕满足足h/b0≤6h/b0≤6，，且且l1/b0 l1/b0 ≤95(235/fy)≤95(235/fy)时〔〔箱箱形形截截面面的的此此条条件件很很容易容易满足〕足〕设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件图图5.3.2 5.3.2 楼盖或任务平台梁格楼盖或任务平台梁格(a)(a)有刚性铺板；有刚性铺板；(b)(b)无刚性铺板无刚性铺板1 1一横向平面支撑；一横向平面支撑；2 2一纵向平面支撑；一纵向平面支撑；3 3一柱间垂直支一柱间垂直支撑；撑；4 4一主梁间垂直支撑；一主梁间垂直支撑；5 5一次梁；一次梁；6 6一主梁一主梁11221122563652334〔〔a〕〕〔〔b〕〕〔〔c〕〕〔〔d〕〕1-12-2设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件表表5.2 5.2 工字形截面简支梁不需计算整体稳定的最大工字形截面简支梁不需计算整体稳定的最大l1/b1l1/b1值值16 235/fy20 235/fy13 235/fy下翼缘下翼缘上翼缘上翼缘跨中无侧向支撑，不论荷载跨中无侧向支撑，不论荷载作用于何处作用于何处跨中无侧向支撑，荷载作用在跨中无侧向支撑，荷载作用在图图5.3.3 5.3.3 焊接工字形截面焊接工字形截面t tw wb bb bf fb b2 2y yt t1 1h ht t1 1图图5.3.4 5.3.4 箱形截面箱形截面t tw wb b0 0h ht t1 1t tw w设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.3.3 5.3.3 梁整体梁整体稳稳定的定的计计算方法算方法计算公式：计算公式：规范采用的方式：规范采用的方式： 在两个主平面内受弯曲作用的工字型截面构件，在两个主平面内受弯曲作用的工字型截面构件，应按下式计算整体稳定性：应按下式计算整体稳定性：设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件梁的整体梁的整体稳定系数定系数φbφb计算方法：算方法：1.1.双双轴对称工字型截面称工字型截面简支梁受支梁受纯弯曲荷弯曲荷载作用作用2.2.单轴对称工字型截面称工字型截面3.3.Фb>0.6的情况的情况设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件式中式中: :       ——       ——梁在梁在侧向支承点向支承点间对截面弱截面弱轴(y(y轴) )的的长 细比；比；        ——       ——受受压翼翼缘的自在的自在长度；度；       ——       ——梁的毛截面梁的毛截面对y y轴的截面回的截面回转半径；半径；       ——       ——梁的毛截面面梁的毛截面面积；；       ——       ——梁的截面高度和受梁的截面高度和受压翼翼缘厚度。

厚度设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件    单轴对单轴对称工字型截面，称工字型截面，应应思索截面不思索截面不对对称影响系数称影响系数 对对于其它种于其它种类类的荷的荷载载和荷和荷载载的不同作用位置，的不同作用位置，还应还应乘以修正系乘以修正系数数 ，从而可得通式，从而可得通式为为：：式中式中: :     ——     ——等效弯矩系数，等效弯矩系数，查表表     ——     ——截面不截面不对称影响系数称影响系数, ,双双轴对称工字型截面，称工字型截面， =0=0；加；加强受受压翼翼缘的工字型截面，的工字型截面， ，加，加强受拉翼受拉翼缘的工字型截面，的工字型截面， ；； 和和 分分别为受受压翼翼缘和受拉翼和受拉翼缘对y y轴的的惯性矩 设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件ξ≤2.01.75-1.05(M1/M2)+0.3 (M1/M2)2 但但≤2.3 侧向支承点间无横向荷载侧向支承点间无横向荷载101.201.40上翼缘上翼缘下翼缘下翼缘均布荷载或侧向均布荷载或侧向支承点间的集中支承点间的集中荷载作用在荷载作用在跨中有不少跨中有不少于两个等距于两个等距侧向支点侧向支点891.75集中荷载作用在截面上恣意集中荷载作用在截面上恣意处处       对称对称截面、上截面、上翼缘加强翼缘加强及下翼缘及下翼缘加强的界加强的界面面1.151.40上翼缘上翼缘下翼缘下翼缘均布荷载作用在均布荷载作用在跨度中点有跨度中点有一个侧向支一个侧向支点点5671.091.670.73+0.18 ξ2.23-0.28 ξ上翼缘上翼缘下翼缘下翼缘集中荷载作用在集中荷载作用在       对称对称截面及上截面及上翼缘加强翼缘加强的界面的界面0.951.550.69+0.13 ξ1.73-0.20 ξ上翼缘上翼缘下翼缘下翼缘均布荷载作用在均布荷载作用在跨中无侧向跨中无侧向支承支承1234适用适用范围范围ξ＞＞2.0ξ=l11/b1h荷荷载载侧向支承侧向支承项次项次表表5.3 5.3 工字形截面工字形截面简支梁的等效弯矩系数支梁的等效弯矩系数βbβb注：注：1、、l1、、t1和和b1分分别是受是受压翼翼缘的自在的自在长度、厚度和度、厚度和宽度；度；       2、、 M1和和M2一梁的端弯矩，使梁一梁的端弯矩，使梁发生生单曲率曲率时二者取同号，二者取同号，产生双曲率生双曲率时取异号，取异号，| M1 |≥| M2 |；；       3、、项次次3、、4、、7指少数几个集中荷指少数几个集中荷载位于跨中附近，梁的弯矩位于跨中附近，梁的弯矩图接近等腰三角形的情况；其他情况的集接近等腰三角形的情况；其他情况的集中荷中荷载应按按项次次1、、2、、5、、6的数的数值采用；采用；       4、以下情况的、以下情况的βb值应乘以下系数：乘以下系数：①①项次次1，当，当ab ＞＞ 0.8和和ξ≤1.0时，，0.95②②项次次3，当，当ab ＞＞ 0.8和和ξ≤0.5时，，0.90；； ab ＞＞ 0.8和和0.5＜＜ ξ≤1.0时，，0.95设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件         当当          时时，已超出了，已超出了弹弹性范性范围围，，应应按下式修正或按下式修正或查查下表，下表，用用    替代替代     。

≥4.00≥4.001.0001.0003.503.500.9870.9873.003.000.9700.9702.502.500.9460.9462.252.250.9210.9212.002.000.9130.9131.801.800.8940.8941.601.600.8720.8721.501.500.8500.850ΦbΦbΦ’bΦ’b1.451.450.8520.8521.401.400.850.851.351.350.8280.8281.301.300.8280.8281.251.250.8190.8191.201.200.8090.8091.151.150.7990.7991.101.100.7880.7881.051.050.7750.775ΦbΦbΦ’bΦ’b1.001.000.7620.7620.950.950.7840.7840.900.900.7320.7320.850.850.7150.7150.800.800.6970.6970.750.750.6760.6760.700.700.6530.6530.650.650.6270.6270.600.600.6000.600ΦbΦbΦ’bΦ’b表表5.4 5.4 整体整体稳定系数定系数Φ’bΦ’b值注：表中的注：表中的Φ’bΦ’b值是按下式得的：是按下式得的： Φ’b=1.1-0.4646/Φb+0.1269/ Φ’b=1.1-0.4646/Φb+0.1269/〔〔Φb3/2Φb3/2〕〕设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件第第5.45.4节节 梁的部分稳定和腹板加劲肋设计梁的部分稳定和腹板加劲肋设计1 1．梁的部分失稳概念．梁的部分失稳概念2 2．受压翼缘的部分稳定．受压翼缘的部分稳定3 3．腹板的部分稳定．腹板的部分稳定4 4．加劲肋的构造和截面尺寸．加劲肋的构造和截面尺寸5 5．支承加劲肋的计算．支承加劲肋的计算1 1．了解梁的部分失稳的根本概念；．了解梁的部分失稳的根本概念；2 2．掌握保证梁受压翼缘稳定性的方法；．掌握保证梁受压翼缘稳定性的方法；3 3．掌握保证腹板稳定的方法；．掌握保证腹板稳定的方法；4 4．了解加劲肋构造和截面尺寸。

．了解加劲肋构造和截面尺寸本节目录本节目录根本要求根本要求设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.4.1 5.4.1 梁部分失梁部分失稳稳的概念的概念 组组合合梁梁普普通通由由翼翼缘缘和和腹腹板板组组成成，，这这些些板板件件普普通通为为了了提提高高焊焊接接组组合合梁梁的的强强度度和和刚刚度度以以及及整整体体稳稳定定性性经经常常设设计计成成薄薄而而宽宽和和高高而而窄窄的的方方式式，，当当板板件件中中压压应应力力或或剪剪应应力力到到达达某某一一数数值值后后，，翼翼缘缘和和腹腹板板有有能能够够偏偏离离其其平平衡衡位位置置，，出出现现波波形形鼓鼓曲曲，，这这种种景景象象称称为为梁梁的的部部分分失失稳稳其其过过程程如如图图5.4.15.4.1所示图图5.4.1 5.4.1 梁丧失部分稳定过程梁丧失部分稳定过程设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.4.2 5.4.2 受受压压翼翼缘缘的部分的部分稳稳定定 梁梁的的翼翼缘缘板板远远离离截截面面的的形形心心，，强强度度普普通通能能得得到到充充分分利利用用同同时时，，翼翼缘缘板板发发生生部部分分屈屈曲曲，，会会很很快快导导致致丧丧失失承承载载力力，，故故常常采采用用限限制制翼翼缘缘宽宽厚厚比比的的方方法法来来防防止止其其部部分分失失稳稳。

梁梁的的受受压压翼翼缘缘与与轴轴心心受受压压杆杆的的翼翼缘缘类类似似，，可可视视为为三三边边简简支支、、一一边边自自在在的的薄板，受均匀薄板，受均匀压压力作用其力作用其临临界界应应力力为为( (详见详见第四章第四章〕 〕：：式中取式中取那么由上式得那么由上式得设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 因此因此规规范范规规定，梁受定，梁受压压翼翼缘缘的自在外伸的自在外伸宽宽度与其度与其厚度之比，即厚度之比，即宽宽厚比厚比应满应满足足〔 〔如如图图5.3.35.3.3所示所示〕 〕 当超静定梁按塑性当超静定梁按塑性设计时应满设计时应满足：足： 当梁截面允当梁截面允许许出出现现部分塑性部分塑性时应满时应满足：足：设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.4.3 5.4.3 腹板的部分腹板的部分稳稳定定 接接受受静静力力荷荷载载和和间间接接动动力力荷荷载载的的组组合合梁梁，，普普通通思思索索腹腹板板屈屈曲曲强强度度，，按按5.55.5节节的的规规定定布布置置加加劲劲肋肋并并计计算算其其抗抗弯弯和和抗抗剪剪承承载载力力，，而而直直接接接接受受动动力力荷荷载载的的吊吊车车梁梁及及类类似似构构件件，，那那么么按按以下要求以下要求规规定配置加定配置加劲劲肋，并肋，并计计算各板段的算各板段的稳稳定性。

定性 〔 〔1 1〕 〕当当h0/tw≤80 h0/tw≤80 时时，，对对有有部部分分压压应应力力〔 〔σc≠0σc≠0〕 〕的的梁梁，，应应按按构构造造要要求求配配置置横横向向加加劲劲肋肋，，加加劲劲肋肋的的间间距距应应满满足足0.5h00≤a 0.5h00≤a ≤2h0≤2h0对对σc =0σc =0的梁，可不配置加的梁，可不配置加劲劲肋 〔 〔2 2〕 〕当当h0 h0 /tw /tw ＞＞80 80 时时，，应应配配置置横横向向加加劲劲肋肋其其中中，，对对于于受受压压翼翼缘缘改改动动遭遭到到约约束束的的情情况况，，当当h0 h0 /tw/tw＞＞170 170 应应在在弯弯曲曲应应力力较较大大区区格格的的受受压压区区配配置置纵纵向向加加劲劲肋肋当当受受压压翼翼缘缘改改动动未未遭遭到到约约束束时时，，h0 h0 / / twtw＞＞150 150 ，，应应在在弯弯曲曲应应力力较较大大区区格格的的受受压压区区配配置置纵纵向向加加劲劲肋肋部部分分压压应应力力很很大大的的梁梁，，必必要要时时髦髦宜宜在在受受压压区配置短加区配置短加劲劲肋 设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 (3) (3)梁支座和上翼梁支座和上翼缘缘受有受有较较大固定集中荷大固定集中荷载处载处，宜，宜设设置支承加置支承加劲劲肋。

肋 任何情况下，任何情况下，h0/twh0/tw均不均不应应超越超越250250 以上以上h0h0为为腹板的腹板的计计算高度对单轴对对单轴对称梁，当确称梁，当确定能否要配置定能否要配置纵纵向加向加劲劲肋肋时时，，h0h0应应取腹板受取腹板受压压区高度区高度的的hchc的的2 2倍twtw为为腹板的厚度腹板的厚度 腹板加腹板加劲劲肋的布置如肋的布置如图图5.4.25.4.2所示设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件图图5.4.2 5.4.2 腹板加劲肋的布置腹板加劲肋的布置设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 在弯曲正在弯曲正应应力力单单独作用下独作用下, ,腹板的失腹板的失稳稳方式如方式如图图5.4.3(a)5.4.3(a)所示，所示，在剪在剪应应力力单单独作用下，腹板失独作用下，腹板失稳稳方式如方式如图图5.4.3(b)5.4.3(b)所示，所示，动动画如画如图图5.4.45.4.4所示所示, ,在部分在部分压应压应力力单单独作用下，腹板的失独作用下，腹板的失稳稳方式如方式如图图5.4.3(c)5.4.3(c)所示。

所示 图图5.4.3 5.4.3 腹板失稳方式腹板失稳方式a aa aa aττττσσττh0h0σσσcσc(a)(b)(c)设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 计计算算时时，，先先布布置置加加劲劲肋肋，，再再计计算算各各区区格格板板的的平平均均作作用用应应力力和和相相应应的的临临界界应应力力，，使使其其满满足足稳稳定定条条件件假假设设不不满满足足( (缺缺乏乏或或太太富富有有) )，，再再调调整整加加劲劲肋肋间间距距，，重重新新计计算图图5.4.4 5.4.4 腹板剪切失稳动画腹板剪切失稳动画设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.4.4 5.4.4 加加劲劲肋的构造和截面尺寸肋的构造和截面尺寸 焊焊接接梁梁的的加加劲劲肋肋普普通通用用钢钢板板做做成成，，并并在在腹腹板板两两侧侧成成对对布布置置( (图图5.4.5)5.4.5)对对非非吊吊车车梁梁的的中中间间加加劲劲肋肋，，为为了了节节约约钢钢材材和和制造任制造任务务量，也可量，也可单侧单侧布置 横横向向加加劲劲肋肋的的间间距距a a不不得得小小于于0.5h00.5h0，，也也不不得得大大于于2h0 2h0 ( (对对σc=0σc=0的梁，的梁，h0/tw≤100h0/tw≤100时时，可采用，可采用2.5h0)2.5h0)。

加加劲劲肋肋应应有有足足够够的的刚刚度度才才干干作作为为腹腹板板的的可可靠靠支支承承，，所所以以对对加加劲劲肋的截面尺寸和截面肋的截面尺寸和截面惯惯性矩性矩应应有一定要求有一定要求 双双侧侧布布置置的的钢钢板板横横向向加加劲劲肋肋的的外外伸伸宽宽度度应应满满足足下下面面规规定定要求，假要求，假设单侧设单侧布置布置时时，外伸，外伸宽宽度度应应增大增大2020％ 设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 加加劲劲肋的厚度不肋的厚度不应应小于小于实实践取用外伸践取用外伸宽宽度的度的1/151/15 当腹板同当腹板同时时用横向加用横向加劲劲肋和肋和纵纵向加向加劲劲肋加肋加强强时时，，应应在其相交在其相交处处切断切断纵纵向肋而使向肋而使横向肋横向肋坚坚持延持延续续此时时，横，横向肋的断面尺寸除直符合上向肋的断面尺寸除直符合上述述规规定外，其截面定外，其截面惯惯性矩性矩( (对对z-zz-z轴轴，，图图5.4.5)5.4.5)，尚，尚应应满满足下式要求：足下式要求：图图5.4.5 5.4.5 腹板加劲肋腹板加劲肋横向加劲肋横向加劲肋yzzy~bs/3(≤40)tw纵向加劲肋纵向加劲肋~bs/2(≤60)bs设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 纵纵向加向加劲劲肋的截面肋的截面惯惯性矩性矩( (对对y-yy-y轴轴) )，，应满应满足以下公式足以下公式的要求：的要求： 当当a/h0≤0.85a/h0≤0.85时时，， 当当a/h0>0.85a/h0>0.85时时，， 对对大型梁，可采用以肢尖大型梁，可采用以肢尖焊焊于腹板的角于腹板的角钢钢加加劲劲肋，其截肋，其截面面惯惯性矩不得小于相性矩不得小于相应钢应钢板加板加劲劲肋的肋的惯惯性矩。

性矩 计计算加算加劲劲肋截面肋截面惯惯性矩的性矩的y y轴轴和和z z轴轴，双，双侧侧加加劲劲肋肋为为腹板腹板轴线轴线；；单侧单侧加加劲劲肋肋为为与加与加劲劲肋相肋相连连的腹板的腹板边缘线边缘线设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 为为了防止了防止焊缝焊缝交叉，减小交叉，减小焊焊接接应应力，在加力，在加劲劲肋端部肋端部应应切去切去宽约宽约bs/3(≤40)bs/3(≤40)、高、高约约bs/2(≤60)bs/2(≤60)的斜角的斜角( (图图5.4.5)5.4.5)对对直接接受直接接受动动力荷力荷载载的梁的梁( (如吊如吊车车梁梁) )，中，中间间横向加横向加劲劲肋下端不肋下端不应应与受拉翼与受拉翼缘焊缘焊接接( (假假设设焊焊接，将降低受拉翼接，将降低受拉翼缘缘的疲的疲劳劳强强度度) )，普通在距受拉翼，普通在距受拉翼缘缘5050～～100mm100mm处处断开断开[ [图图5.4.65.4.6〔 〔b)]b)]图图5.4.6 5.4.6 支承加劲肋支承加劲肋~bs/3(≤40)~bs/2(≤60)h0bx刨平抵紧刨平抵紧刨平抵紧刨平抵紧≤2t50~100t刨平刨平ccccc(a)(b)设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件       支承加支承加劲劲肋系指接受固定集中荷肋系指接受固定集中荷载载或者支座反力的横向加或者支座反力的横向加劲劲肋。

此种加肋此种加劲劲肋肋应应在腹板两在腹板两侧侧成成对设对设置，并置，并应进应进展整体展整体稳稳定和端定和端丽丽承承压计压计算算,其截面往往比中其截面往往比中间间横向加横向加劲劲肋大   (1)按按轴轴心心压压杆杆计计算支承加算支承加劲劲肋在腹板平面外的肋在腹板平面外的稳稳定性此压压杆杆的截面包括加的截面包括加劲劲肋以及每肋以及每侧侧各各             范范围围内的腹板面内的腹板面积积(图图5.4.6中阴影部分中阴影部分)，其，其计计算算长长度近似取度近似取为为h0   (2)支承加支承加劲劲肋普通刨平抵肋普通刨平抵紧紧于梁的翼于梁的翼缘缘[图图5.4.6(a)]或柱或柱顶顶[图图5.4.6(b)]，其端面承，其端面承压压强强度按下式度按下式计计算：算：    5.4.5 5.4.5 支承加支承加劲劲肋的肋的计计算算设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 突突缘缘支座支座[ [图图5.4.6(b)]5.4.6(b)]的伸出的伸出长长度不度不应应大子加大子加劲劲肋厚度的肋厚度的2 2倍 (3) (3)支承加支承加劲劲肋与腹板的肋与腹板的衔衔接接焊缝焊缝，，应应按接受全部按接受全部集中力或支反力集中力或支反力进进展展计计算。

算计计算算时时假定假定应应力沿力沿焊缝长焊缝长度均匀分布度均匀分布设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件第第5.55.5节节 思索腹板屈曲后强度的梁设计思索腹板屈曲后强度的梁设计1 1．腹板屈曲后的抗剪承载力．腹板屈曲后的抗剪承载力VuVu2 2．腹板屈曲后的抗弯承载力．腹板屈曲后的抗弯承载力MuMu3 3．思索腹板屈曲后强度的梁的计算公式．思索腹板屈曲后强度的梁的计算公式1 1．了解腹板屈曲后的抗弯、剪承载力计算；．了解腹板屈曲后的抗弯、剪承载力计算；2 2．了解思索腹板屈曲后强度的梁的计算公式．了解思索腹板屈曲后强度的梁的计算公式本节目录本节目录根本要求根本要求设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.5.1 5.5.1 腹板屈曲后的抗剪承腹板屈曲后的抗剪承载载力力VuVu 前面几前面几节根据板件部分不先于构件整体失根据板件部分不先于构件整体失稳的要求，确的要求，确定了板件的定了板件的宽厚比限厚比限值实践上，梁的腹板高厚比在超出限践上，梁的腹板高厚比在超出限值发生生弹性屈曲后，尚有性屈曲后，尚有较大潜力，称大潜力，称““屈曲后屈曲后强度〞。

利用度〞利用腹板屈曲后腹板屈曲后强度的梁，即使高厚比很大也可以度的梁，即使高厚比很大也可以仅仅设置横向置横向加加劲肋，因此具有很好的肋，因此具有很好的经济效果20192019规范范规定，接受静定，接受静力荷力荷载和和间接接受接接受动力荷力荷载的的组合梁宜思索腹板屈曲后合梁宜思索腹板屈曲后强度 根据根据实际实际和和实验实验研研讨讨，抗剪承，抗剪承载载力力设计值设计值VuVu可采用以下可采用以下公式公式计计算：算：设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.5.2 5.5.2 腹板屈曲后的抗弯承腹板屈曲后的抗弯承载载力力MuMu 我国我国规范采用了近似范采用了近似计算公式来算公式来计算梁的抗弯承算梁的抗弯承载力 梁截面梁截面惯惯性矩性矩为为( (忽略孔洞忽略孔洞绕绕本身本身轴惯轴惯性矩性矩) )：：图图5.5.1 5.5.1 梁截面模量折减系数的计算梁截面模量折减系数的计算hcxx(1-ρ)hc0.5ρhc0.5ρhc0.5ρhc0.5ρhc(a)(c)(d)(b)设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件梁截面模量折减系数梁截面模量折减系数为：： 是按双是按双轴对称截面塑性开展系数称截面塑性开展系数γx=1.0γx=1.0得出的偏得出的偏平安的近似公式，也可用于平安的近似公式，也可用于γx=1.05γx=1.05和和单轴对抗弯承抗弯承载力力设计值为：：设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.5.3 5.5.3 思索腹板屈曲后思索腹板屈曲后强强度的梁的度的梁的计计算公式算公式 在横向加在横向加劲劲肋之肋之间间的腹板各区段，通常接受弯矩的腹板各区段，通常接受弯矩和剪力的共同作用。

我国和剪力的共同作用我国规规范采用的范采用的计计算式算式为为：：设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件第第5.65.6节节 型钢梁的设计型钢梁的设计1 1．单向弯曲型钢梁．单向弯曲型钢梁2 2．双向弯曲型钢梁．双向弯曲型钢梁1 1．掌握单向弯曲型钢梁的设计步骤；．掌握单向弯曲型钢梁的设计步骤；2 2．了解双向弯曲型钢梁的设计思绪．了解双向弯曲型钢梁的设计思绪本节目录本节目录根本要求根本要求设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.6.15.6.1单单向弯曲型向弯曲型钢钢梁梁 型型钢钢梁中运用最多的是普通工字梁中运用最多的是普通工字钢钢和和H H型型钢钢，由于，由于型型钢钢梁翼梁翼缘缘和腹板的和腹板的宽宽厚比都厚比都较较小，其部分小，其部分稳稳定性常可定性常可得到保得到保证证，不需，不需进进展展验验算 单单向弯曲型向弯曲型钢钢梁的梁的设计设计步步骤为骤为：：1. 1. 计计算梁的内力算梁的内力 根据知梁的荷根据知梁的荷载设计值计载设计值计算梁的最大弯矩算梁的最大弯矩MxMx和剪力和剪力V V。

2.2.计计算需求的算需求的净净截面抵抗矩截面抵抗矩Wnx Wnx 根据正根据正应应力力强强度条件度条件, ,需求的需求的净净截面抵抗矩截面抵抗矩为为：： 根据根据Wnx Wnx 查型型钢表表选用适宜的型用适宜的型钢号 设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件3.3.强强度度验验算算 包括正包括正应应力力强强度、剪度、剪应应力力强强度、部分度、部分压应压应力力强强度由于腹板由于腹板较较厚，普通型厚，普通型钢钢梁的剪梁的剪应应力力强强度，也可不用度，也可不用验验算 4.4.整体整体稳稳定性定性验验算算 验验算方法算方法详见稳详见稳定定计计算一算一节节 5.5.刚刚度度验验算算 　　按　　按刚刚度公式度公式进进展展验验算 设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.6.2 5.6.2 双向弯曲型双向弯曲型钢钢梁梁 双向弯曲型钢梁的设计步骤根本上和单向弯曲型钢梁一双向弯曲型钢梁的设计步骤根本上和单向弯曲型钢梁一样，详细如下：样，详细如下： 1. 1. 计算梁的内力计算梁的内力 根据知梁的荷载设计值计算梁的最大弯矩根据知梁的荷载设计值计算梁的最大弯矩 Mx Mx、、MyMy和剪力和剪力V V。

2.2.计算所需的净截面抵抗矩计算所需的净截面抵抗矩Wnx Wnx 先按先按 ，但思索到，但思索到MyMy的作用，可适当增大的作用，可适当增大Wnx Wnx 值来选用型钢号，普通用值来选用型钢号，普通用(1.1-1.2)Wnx(1.1-1.2)Wnx 3.3.强度验算强度验算 正应力强度、折算应力正应力强度、折算应力4.4.整体稳定性验算整体稳定性验算 按相应公式进展验算按相应公式进展验算 设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.5.刚刚度度验验算算 验验算公式算公式为为：：    式中：式中：wx ﹑wy ——wx ﹑wy ——沿两个主沿两个主轴轴(x(x轴轴和和y y轴轴) )方向方向的分的分挠挠度，它度，它们们分分别别由荷由荷载规载规范范值值qbxqbx和和qby qby 计计算 设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件第第5.75.7节节 组合梁的设计组合梁的设计1 1．截面尺寸初估．截面尺寸初估2 2．截面验算．截面验算3 3．组合梁截面沿长度的改动．组合梁截面沿长度的改动4 4．焊接组合梁翼缘焊缝的计算．焊接组合梁翼缘焊缝的计算1 1．掌握焊接组合梁的设计步骤；．掌握焊接组合梁的设计步骤；2 2．掌握焊接组合梁翼缘焊缝的计算；．掌握焊接组合梁翼缘焊缝的计算；3 3．了解截面沿长度的改动组合梁的设计。

．了解截面沿长度的改动组合梁的设计本节目录本节目录根本要求根本要求设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.7.1 5.7.1 截面尺寸初估截面尺寸初估 当型当型钢钢梁不能梁不能满满足受力和运用要求足受力和运用要求时时，普通采用工字形，普通采用工字形焊焊接接组组合梁焊焊接梁常用两接梁常用两块块翼翼缘缘板和一板和一块块腹板腹板焊焊接成双接成双轴轴对对称工字形截面称工字形截面选择选择截面尺寸截面尺寸时时要同要同时时思索平安和思索平安和经济经济要要素素, ,先确定梁高先确定梁高, ,然后再确定腹板尺寸和翼然后再确定腹板尺寸和翼缘缘尺寸 1.1.截面高度确截面高度确实实定定 梁的截面高度是梁的截面高度是焊焊接梁截面的一个最重要的尺寸，接梁截面的一个最重要的尺寸，选选择时择时可从以下三个方面思索：可从以下三个方面思索： 〔 〔1 1〕 〕允允许许最大高度：梁的截面高度必需最大高度：梁的截面高度必需满满足足净净空要求，即空要求，即梁高不能超越建筑梁高不能超越建筑设计设计或工或工艺设备艺设备需求的需求的净净空允空允许许的限的限值值依此条件所决依此条件所决议议的截面高度称的截面高度称为为允允许许最大高度。

最大高度 设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 〔 〔2 2〕 〕经济经济梁高：当梁的最大弯矩知梁高：当梁的最大弯矩知时时，需求的，需求的净净截面抵抗矩截面抵抗矩可由公式算出可由公式算出为为了了满满足需求的截面抵抗矩，可以用高而窄足需求的截面抵抗矩，可以用高而窄的截面，也可以用矮而的截面，也可以用矮而宽宽的截面它的截面它们们的截面抵抗矩的截面抵抗矩虽虽然可然可以一以一样样，但耗，但耗钢钢量却不同，合理的量却不同，合理的设计应设计应使翼使翼缘缘和腹板的和腹板的总总用用钢钢量量为为最少根据最少根据这这一原那么确定的梁高叫一原那么确定的梁高叫经济经济高度设设计时计时可参照以下可参照以下阅历阅历公式初公式初选选截面高度截面高度 〔 〔3 3〕 〕允允许许最小高度：普通依最小高度：普通依刚刚度条件所决度条件所决议议梁的挠挠度大小度大小常与截面高度有关，以均布荷常与截面高度有关，以均布荷载载作用下的作用下的简简支梁支梁为为例，其最例，其最大大挠挠度度为为：： 设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 当梁的强度充分发扬作用，按荷载规范值计算时，应取当梁的强度充分发扬作用，按荷载规范值计算时，应取 , ,为荷载分项系数，可近似取为为荷载分项系数，可近似取为1.31.3。

由此可得：由此可得： 即：即： 所选梁高应同时满足以上三个条件，即所选梁高应同时满足以上三个条件，即 , ,并并尽能够等于或略小于经济高度尽能够等于或略小于经济高度设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件2.2.腹板尺寸确腹板尺寸确实实定定 梁翼梁翼缘缘板的厚度板的厚度 t t 相相对较对较小，腹板高度小，腹板高度 较较梁高梁高 h h 小的小的不多因此，梁的腹板高度可取稍小于梁高不多因此，梁的腹板高度可取稍小于梁高h h的数的数值值，并尽，并尽能能够够思索思索钢钢板的板的规规格尺寸，将腹板高度取格尺寸，将腹板高度取为为50mm50mm的倍数 梁的腹板主要接受剪力作用，可根据梁端最大剪力确定梁的腹板主要接受剪力作用，可根据梁端最大剪力确定所需腹板厚度所需腹板厚度 上式公式算得的普通上式公式算得的普通较较小，小，设计时设计时，腹板厚度亦可用以，腹板厚度亦可用以下下阅历阅历公式估算：公式估算： 式中均以式中均以cmcm计计。

设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 从腹板的部分稳定性思索，设置纵向加劲肋将使从腹板的部分稳定性思索，设置纵向加劲肋将使构造复杂，应使：构造复杂，应使： 根据以上三种厚度来确定腹板的厚度，并应符合根据以上三种厚度来确定腹板的厚度，并应符合钢板的规格尺寸，且应不小于钢板的规格尺寸，且应不小于6mm6mm 设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件3.3.翼缘板尺寸确实定翼缘板尺寸确实定 可以根据需求的截面抵抗矩和腹板截面尺寸计算可以根据需求的截面抵抗矩和腹板截面尺寸计算有：有： 初选截面时可取，那么上式可以写为：初选截面时可取，那么上式可以写为：由此可得：由此可得：设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 由上式可求出翼缘面积在确定由上式可求出翼缘面积在确定b b和和t t时，可参考时，可参考以下数据以下数据 宽度宽度b b 通常为梁高的通常为梁高的 ，过大，翼缘中应力，过大，翼缘中应力分布不均匀，对梁的任务不利；过小，对梁的整体稳分布不均匀，对梁的任务不利；过小，对梁的整体稳定不利。

厚度还应符合的条件，定不利厚度还应符合的条件，b b 和和 t t 都应符合钢板都应符合钢板的规格尺寸通常腹板的高度取的规格尺寸通常腹板的高度取50mm50mm的倍数，厚度取的倍数，厚度取2mm2mm的倍数，翼缘宽度取的倍数，翼缘宽度取10mm10mm的倍数设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.7.2 5.7.2 截面截面验验算算1.1.弯曲正应力验算弯曲正应力验算 5.5.整体稳定性验算整体稳定性验算 2.2.最大剪应力验算最大剪应力验算3.3.部分压应力验算部分压应力验算 4.4.折算应力验算折算应力验算设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 6. 6.刚刚度度验验算算 7. 7.对对于接受于接受动动力荷力荷载载作用的梁，必要作用的梁，必要时应时应按按规规范范规规定定进进展疲展疲劳验劳验算 设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.7.3 5.7.3 组组合梁截面沿合梁截面沿长长度的改度的改动动图图5.7.1 5.7.1 梁翼缘宽度的改动梁翼缘宽度的改动bt2.5lbt’(a)M2M1lMl6~l6~(b)设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 梁梁改改动动一一次次截截面面约约可可节节约约钢钢材材1010％％～～2020％％。

如如再再多多改改动动一一次次，，约约再再多多节节约约3 3％％～～ 4 4％％ ，，效效果果不不显显著著为为了了便便于于制制造造，，普通只改普通只改动动一次截面一次截面 对对接接受受均均布布荷荷载载的的梁梁，，截截面面改改动动位位置置在在距距支支座座z z／／6 6处处[ [图图5.7.1(b)]5.7.1(b)]最最有有利利较较窄窄翼翼缘缘板板宽宽度度 bf´ bf´ 应应由由截截面面开开场场改改动处动处的弯矩的弯矩 梁梁的的弯弯矩矩是是沿沿梁梁的的长长度度变变化化的的，，因因此此，，梁梁的的截截面面如如能能随随弯弯矩矩而而变变化化，，那那么么可可节节约约钢钢材材对对跨跨度度较较小小的的梁梁，，截截面面改改动动经经济济效效果果不不大大，，或或者者改改动动截截面面节节约约的的钢钢材材不不能能抵抵消消构构造造复复杂杂带带来的加工困来的加工困难时难时，那么不宜改，那么不宜改动动截面 单单层层翼翼缘缘板板的的焊焊接接梁梁改改动动截截面面时时，，宜宜改改动动翼翼缘缘板板的的宽宽度度( (图图5.7.1)5.7.1)而而不不改改动动其其厚厚度度。

因因改改动动厚厚度度时时，，该该处处应应力力集集中中严严重，且使梁重，且使梁顶顶部不平，有部不平，有时时使梁支承其他构件不便使梁支承其他构件不便设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 多多层层翼翼缘缘板的梁，可用切断外板的梁，可用切断外层层板的方法来改板的方法来改动动梁的截梁的截面面( (图图5.7.2)5.7.2)实际实际切断点的位置可由切断点的位置可由计计算确定 为为了保了保证证被切断的翼被切断的翼缘缘板在板在实际实际切断切断处处能正常参与任能正常参与任务务, ,其外伸其外伸长长度度z z应满应满足以下要求：足以下要求： 端部有正面角端部有正面角焊缝焊缝：： 当当hf≥0.75t1hf≥0.75t1时时，， ll≥b1, ll≥b1, 当当hf<0.75t1hf<0.75t1时时，， l1≥1.5b1 l1≥1.5b1 ，， 端部无正面角端部无正面角焊缝焊缝 l1≥2b1 l1≥2b1，， M1 M1确定。

确定为为了减少了减少应应力集中，力集中，宽宽板板应应从截面开从截面开场场改改动处动处向弯矩减小的一方以不大于向弯矩减小的一方以不大于1:2.51:2.5的斜度切斜延伸，然后与的斜度切斜延伸，然后与窄板窄板对对接设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 有有时为了降低梁的建筑高度，了降低梁的建筑高度，简支梁可以在接近支座支梁可以在接近支座处减小其高度，而使翼减小其高度，而使翼缘截面截面坚持不持不变( (图5.7.3)5.7.3)，， 其中其中图5.7.3(a)5.7.3(a)构造构造简单制造方便梁端部高度制造方便梁端部高度应根据根据抗剪抗剪强度要求确定，但不宜小于跨中高度的度要求确定，但不宜小于跨中高度的1/21/2图图5.7.2 5.7.2 梁翼缘板的切断梁翼缘板的切断M2M1l1l2l图图5.7.3 5.7.3 变高度梁变高度梁设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.7.4 5.7.4 焊焊接接组组合梁翼合梁翼缘焊缝缘焊缝的的计计算算图图5.7.4 5.7.4 翼缘焊缝的程度剪力翼缘焊缝的程度剪力设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 当腹板与翼当腹板与翼缘缘板用角板用角焊缝衔焊缝衔接接时时，角，角焊缝焊缝有效截面上接有效截面上接受的剪受的剪应应力不力不应应超越角超越角焊缝焊缝强强度度设计值设计值，如下式所示：，如下式所示： 当梁弯曲当梁弯曲时时，由于相，由于相邻邻截面中作用在翼截面中作用在翼缘缘截面的弯曲正截面的弯曲正应应力有差力有差值值，翼，翼缘缘与腹板之与腹板之间间将将产产生程度剪生程度剪应应力力〔 〔如如图图5.7.45.7.4所示所示〕 〕。

沿梁沿梁单单位位长长度的程度剪力度的程度剪力为为 需求的需求的焊焊脚尺寸脚尺寸为为：：设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 当梁的翼当梁的翼缘缘上受上受有固定集中荷有固定集中荷载载而未而未设设置支承加置支承加劲劲肋肋时时，，或受有挪或受有挪动动集中荷集中荷载载( (如吊如吊车轮压车轮压) )时时，上，上翼翼缘缘与腹板之与腹板之间间的的衔衔接接焊缝焊缝，除接受沿，除接受沿焊焊缝长缝长度方向的剪度方向的剪应应力力τf τf 外，外，还还接受垂接受垂直于直于焊缝长焊缝长度方向的度方向的部分部分压应压应力：力：图图5.7.5 K5.7.5 K形焊缝形焊缝tw/2tw/2tw设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件 从而从而 对对接受接受动动力荷力荷载载的梁的梁( (如重如重级级任任务务制吊制吊车车梁和大吨位中梁和大吨位中级级任任务务制吊制吊车车梁梁) )，腹板与上翼，腹板与上翼缘缘的的衔衔接接焊缝焊缝采用采用焊焊透的透的T T形形对对接接〔 〔图图5.7.45.7.4〕 〕，此种，此种焊缝焊缝与根本金属等与根本金属等强强，不用，不用计计算。

算 因此，受有部分因此，受有部分压应压应力的上翼力的上翼缘缘与腹板之与腹板之间间的的衔衔接接焊缝焊缝应应按下式按下式计计算算强强度：度：设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件第第5.85.8节节 梁的拼接、衔接和支座梁的拼接、衔接和支座1 1．梁的拼接．梁的拼接2 2．主梁与次梁的衔接．主梁与次梁的衔接3 3．梁的支座．梁的支座1 1．了解梁拼接种类、特点；．了解梁拼接种类、特点；2 2．了解主梁与次梁衔接种类、特点；．了解主梁与次梁衔接种类、特点；3 3．了解梁支座的方式．了解梁支座的方式章目章目章目章目录录本节目录本节目录根本要求根本要求设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.8.1 5.8.1 梁的拼接梁的拼接图图5.8.1 5.8.1 型钢梁的拼接型钢梁的拼接设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件图图5.8.2 5.8.2 组合梁的工厂拼接组合梁的工厂拼接≥10tw设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.8.2 5.8.2 主梁与次梁的主梁与次梁的衔衔接接 图图5.8.3 5.8.3 组合梁的工地拼接组合梁的工地拼接~500 ~50013554421354254(a)(b)图图5.8.4 5.8.4 采用高强度螺栓的工地拼接采用高强度螺栓的工地拼接设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件图图5.8.5 5.8.5 次梁与主梁的叠接次梁与主梁的叠接主梁主梁次梁次梁主梁主梁主梁主梁次梁次梁(a)(b)设计原理设计原理钢结构钢结构第五章第五章 受弯构件受弯构件5.8.3 5.8.3 梁的支座梁的支座图图5.8.6 5.8.6 梁的支座梁的支座vrb(a)(b)(c)(d)。