第三讲 受弯构件课件.ppt

第三讲 受弯构件 认识受弯构件 1）强度、刚度计算——抗弯强度、抗剪强度、局部压应力、复杂应力状态下的强度计算 2）稳定计算 3）局部稳定和加劲肋设计 4）组合梁设计 5）梁的支座 梁的类型 梁按支承条件可分为简支梁、连续梁、悬臂梁、固定梁等。 按照载荷的作用情况，梁可分为单向弯曲梁和双向弯曲梁。 实腹式梁截面类型 梁类型 型钢梁、组合梁、格构式受弯构件(梁式桁架) 和型钢梁相比，组合梁的截面组成比较灵活，可使材料在截面上的分布更为合理，节省钢材。 和钢筋混凝土梁一样，钢梁也可做成简支梁、连续梁、悬臂梁等，以简支梁应用最为广泛。 在实际工程中，单根梁是很少见的，通常由若干梁平行或交叉排列而成梁格，见下图 与梁相比，桁架的特点是以弦杆代替翼缘、以腹杆代替腹板，而在各节点将腹杆与弦杆连接。桁架整体受弯时，上、下弦杆以及腹杆只受轴心压力或拉力作用。 钢桁架可以根据不同使用要求制成所需的外形，且钢材用量较实腹梁少，而刚度却较大。缺点是杆件和节点较多，构造较复杂，制作较为费工。 钢桁架的结构类型有简支梁式、钢架横梁式、连续式、伸臂式等。 梁式桁架的形式 钢桁架类型 钢桁架按杆件截面形式和节点构造特点可分为普通、重型和轻型三种。 普通钢桁架构造简单，应用最广，其杆件一般采用双角钢组成的T形、十字形截面或轧制T形截面，每个节点用一块节点板相连（称为单腹壁桁架）。 重型桁架的杆件通常采用轧制H型钢或三板焊接工字形截面，甚至采用四板焊接的箱形截面或双槽钢、双工字钢组成的格构式截面，每个节点处用两块平行的节点板连接（称为双腹壁桁架）。 轻型桁架指用冷弯薄壁型钢或小角钢及圆钢做成的桁架，节点处可用节点板相连，也可将杆件直接连接，主要用于跨度小、屋面轻的屋架和檩条等。 在梁的计算简图中，梁用其轴线表示，梁上荷载简化为作用在轴线上的集中荷载或分布荷载，支座则视其对梁的约束，简化为可动铰支座、固定铰支座或固定端支座。梁相邻两支座间的距离称为梁的跨度。 §5-1 受弯构件（梁）的强度、刚度 一、梁的强度 梁在荷载作用下将产生弯应力、剪应力，在集中荷载作用处还有局部承压应力，故梁的强度应包括：抗弯强度、抗剪强度、局部成压强度，在弯应力、剪应力及局部压应力共同作用处还应验算折算应力。 1、抗弯强度 弹性阶段：以边缘屈服为最大承载力 弹塑性阶段：以塑性铰弯矩为最大承载力 1.强度验算 考虑截面塑性发展，梁的抗弯强度为 （2）梁的抗剪强度 （3）腹板计算高度边缘的局部承压强度 （4）梁在复杂应力作用下的强度计算 跨中集中载荷P作用下的简支梁： 例题： 验算焊接组合梁的强度（正应力、剪应力和局部挤压应力）。梁的截面如图所示。梁上作用移动轮压P=230kN，梁自重q=10kN/m,钢材为Q235钢，跨度l=30m。材料Q235, [?]=170N/mm2, [?]=100N/mm2，弹性模量E=2.1?105MPa. (3)局部挤压应力 受弯构件验算内容 受弯构件强度验算 弯曲正应力计算 剪应力计算 受弯构件的横向屈曲验算 受弯构件的局部屈曲验算 例题 5.2 受弯构件的横向屈曲 当弯矩作用平面外的梁抗弯刚度不足时，在截面形成塑性铰之前，甚至还在弹性工作范围时，就发生侧向（M作用平面外）屈曲，并伴随扭转而破坏的现象称为~。 梁的临界弯矩和临界应力 对于双轴对称工字形截面简支梁的临界弯矩和临界应力 影响梁横向屈曲的主要因素 荷载种类；荷载作用位置；梁侧向自由长度 截面侧向抗弯刚度、抗扭刚度；截面形状 受压翼缘宽度；支座的支撑条件；…… 提高梁整体稳定的措施 当梁上有密铺的刚性铺板（如楼盖梁的楼面板）时，应将其与梁的受压翼缘连接牢固 若无刚性铺板,或铺板与梁受压翼缘连接不可靠时，则应设置平面支撑，减少侧向屈曲和扭转长度。 支撑要布置在受压部分，支撑在受压上翼缘最有效。 必须使支撑体系本身组成几何不变体系 当受压翼缘上设置混凝土板，或设置钢板且与上翼缘焊接时，梁不发生侧向屈曲，不验算梁整体稳定。 提高截面侧向抗弯刚度和抗扭刚度。 优先选用受压翼缘加强的截面，或双轴对称截面 四、梁的侧向支撑 梁整体稳定的计算方法 作业： 图示简支梁，在受压翼缘的中点和两端均有侧向支承，材料为Q235，截面如图，腹板厚14mm。设梁自重为1.1KN/m，在集中载荷P=130kN作用下，梁能否保证其整体稳定性? 分析： 首先判断是否需要整体稳定性验算 组合梁一般由翼缘和腹板等板件组成。从用材经济观点看，选择组合梁截面时总是力求采用高而薄的腹板和宽而薄的翼缘。 但是，当板件过薄过宽时，腹板或受压翼缘在尚未达到强度限值或在梁未丧失整体稳定前，就可能发生波浪形的屈曲, 这种现象就叫做失去局部稳定或局部失稳。 1.梁的局部稳定 板中压应力或剪应力达到某一数值后，腹板或受压翼缘有