5 受弯构件设计摘要.pptVIP

第五章 受弯构件—梁;梁（beam，girder):承受横向荷载作用的直线或曲线形构件。梁主要内力为弯矩、剪力，有时也承受扭矩，其主要变形为弯曲变形，有时为弯扭变形。 梁:是钢结构中的常用构件，如铁路桥梁中的钢板梁、箱形梁，工业与民用建筑中的吊车梁、屋盖梁、工作平台梁以及檩条、墙架梁等。;第五章 受弯构件—梁;3.按截面构成方式分： (1)型钢梁（跨度较小、内力相对不大） 热轧型钢梁：小跨度梁，如屋盖梁、框架中的次梁等。 冷弯薄壁型钢梁：墙檩、屋檩等。 (2)焊接组合截面梁（跨度或内力较大） 工字梁：制作、安装、养护方便，横向及扭转刚度小。 箱形梁：横向及扭转刚度大，节约钢材，制作安装、困难。;(3)钢-混凝土组合梁 原理：简支梁的上翼缘受压，混凝土抗压能力强且刚度大， 用混凝土做上翼缘，钢做腹板和下翼缘，形成结合梁。 主要优点：充分利用材料性能，节约钢材，梁的横向刚度大。 缺点：混凝土和钢梁的接触面需要特殊处理; 图5－1 受弯构件截面形式;二、梁格布置和梁的搭接 1.梁格布置 （1）简单梁格：只有主梁，适用于 主梁跨度较小或面板规格较大的情况;(2)普通梁格:在主梁间设次梁， 适用于大多数的梁格尺寸和情况， 应用最广。;(3)复式梁格:在主梁间设纵向次梁， 在纵向次梁间设横向次梁。荷载传递 层次多，梁格构造复杂，只适用于荷 载大和主梁跨度大的情况.;2.梁格中主次梁的搭接方式 (1)叠接:次梁叠放在主梁之上，制造安装最方便。 结构高度大，净空减少；梁格刚度差。;(2)升高连接:次梁从侧面与主梁连接，次梁上翼缘 高度高于主梁上翼缘高度。次梁端部有削弱，切 割费工，但是结构高度较小;(3)等高连接:次梁从侧面与主梁连接，次梁上翼缘 高度等于主梁上翼缘高度。切割高度小，连接牢 固，梁格的刚度和整体稳定性好。;(4)降低连接:次梁在主梁高度内与主梁腹板连接， 在复式梁格中，常使横向次梁叠接于纵向次梁 而纵向次梁与主梁采用降低连接。 ;三、梁的设计内容 钢结构梁设计的内容大致包括： 强度计??? 整体稳定 （承载力极限状态） 局部稳定 刚度计算 （正常使用极限状态）;1.强度计算 (1)抗弯强度：验算翼缘的弯曲正应力σ与钢材的屈服强度fy 之间的关系。 (2)抗剪强度：验算腹板的剪应力τ与钢材的抗剪强度设计 值fv之间的关系 (3)局部压应力：梁在固定集中荷载作用处无加劲肋，或承 受移动集中荷载时，应比较局部压力σc与钢材 抗压强度f (4)折算应力：梁局部应力状态复杂时，应比较折算应力σeq 与钢材的抗压强度f;2.整体稳定 (1)整体失稳的现象： 某些受弯构件在荷载作用下，虽然其正应力还低于钢材的强度，但其变形会突然偏离原来的弯曲变形曲面，同时发生侧向弯曲和扭转。 (2)产生整体失稳的原因： 侧向刚度、抗扭刚度太小，侧向支撑点间距太大。;3.局部稳定 (1)局部失稳的现象： 某些受弯构件在荷载作用下，其受压翼缘和腹板受压区出现波状屈曲。 (2)产生局部失稳的原因： 梁截面主要由平板构成，受压区板的宽厚比过大时，容易产生局部屈曲。;4.刚度 构件在使用过程中，如果产生过大的变形，会影响结构的正常使用，所以受弯构件还要进行刚度的验算。;一、抗弯强度 1、正截面应力分布 最大弯曲正应力;梁在弯曲的不同阶段的弯曲应力和剪应力;弹性阶段： 弹性极限： 塑性阶段： fy —— 钢材标号所指的屈服点 Mx —— 截面绕x轴的弯矩 Wnx —— 对x轴的净截面模量 弹塑性阶段：;2、验算公式 ;当梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比满足下式时，塑性发展系数应该取γx＝1.0。 对于需要计算疲劳的梁，宜取γx ＝γy＝1.0。;二、抗剪强度;2、验算公式 ;三、局部压应力; (1) 受支座反力R、集中力F处 (2) 局部压应力，45°角扩散 (3) 腹板边缘压应力较大 (4) 假定边缘压应力均匀分布;(5) 吊车梁移动轮压 (6) 局部压应力分布不均匀;(7) 腹板薄较时，有集中力和支座处设支承加劲肋，sc=0 (8) 计算支承加劲肋稳定性 ;四、折算应力 (1) 腹板边缘同时受正应力s1 、剪应力t1和压应力sc