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* 第五章 梁的设计 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure §5.8 梁的设计 　　一般说来，梁的设计步骤通常是先根据强度和刚度要求，同时考虑经济和稳定性等各个方面，初步选择截面尺寸，然后对所选的截面进行强度、刚度、整体稳定和局部稳定的验算。 　　如果验算结果不能满足要求，就需要重新选择截面或采取一些有效的措施予以解决。对组合梁，还应从经济考虑是否需要采用变截面梁，使其截面沿长度的变化与弯矩的变化相适应。 　　此外，还必须妥善解决翼缘与腹板的连接问题，受钢材规格、运输和安装条件的限制而必须设置拼接的问题，梁的支座以及与其他构件连接的问题等等。 第五章 梁的设计 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 5.8.1 梁的截面选择 1.型钢梁截面的选择 只需根据计算所得到的梁中最大弯矩按下列公式求出需要的净截面模量，然后在型钢规格表中选择截面模量接近的Wnx的型钢做为试选截面。 Mx——梁截面内绕x轴的最大弯矩设计值； Wnx——截面对x轴的净截面模量； ?x——截面对x轴的有限塑性发展系数； f ——钢材抗弯设计强度 ； 第五章 梁的设计 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 2.组合梁截面的选择 梁的内力较大时，需采用组合梁。常用的形式为由三块钢板焊成的工字形截面。组合梁的截面选择设计包括：确定截面高度、腹板尺寸和翼缘尺寸。 1）截面高度 最大高度hmax?建筑高度； 最小高度hmin?刚度要求，根据容许挠度查表； 经济高度hs ?满足使用要求的前提下使梁的总用钢量为最小。 以受均布荷载的简支梁为例： 第五章 梁的设计 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 梁的经济高度he，经验公式： 综上所述，梁的高度应满足： 并符合钢材尺寸规格 第五章 梁的设计 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 2）腹板尺寸 腹板高度hw 梁高确定以后腹板高也就确定了，腹板高为梁高减两个翼缘的厚度，在取腹板高时要考虑钢板的尺寸规格，一般使腹板高度为50mm的模数。 腹板厚度tw 抗剪强度要求: 局部稳定和构造因素: 一般来说，腹板厚度最好在8-22mm范围内，对个别小跨度梁，腹板最小厚度可采取6mm。 第五章 梁的设计 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 3）翼缘板尺寸 根据翼缘所需要的截面惯性矩确定翼缘板尺寸： 选择b和t时要符合钢板规格尺寸，一般翼缘宽度取10mm的 倍数，厚度取2mm的倍数。 翼缘宽度b或厚度t只要定出一个，就能确定另一个。 b通常取（1/3-1/5）h，同时为保证局部稳定应使b/t≤30， 如果截面考虑发展部分塑性则b/t≤26。 第五章 梁的设计 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 5.8.2 截面验算 1.强度验算： 　包括正应力、剪应力、局部压应力验算，对组合梁还要验算翼缘与腹板交界处的折算应力。 （4.2.2） (1) 正应力 (2) 剪应力 （4.2.4） (3) 局部压应力 （4.2.7） (4) 折算应力 （4.2.10） 第五章 梁的设计 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 2.刚度验算： 均布荷载下等截面简支梁 集中荷载下等截面简支梁 　　　　　　　　　　　?≤[?] （4.2.12） ?——标准荷载下梁的最大挠度 [?]——受弯构件的挠度限值，按附表2.1规定采用 梁的最大挠度可用材料力学、结构力学方法计算。 第五章 梁的设计 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 3.整体稳定验算： (1) 判断梁是否需要进行整体稳定验算。 (2) 如需要则按照梁的截面类型选择适当的计算公式计算整体稳定系数。 (3) 不论哪种情况算得的稳定系数大于0.6，都应采用修正公式进行修正。 （4.4.22） (4) 采用公式验算整体稳定承载力是否满足要求。 （4.4.27） 第五章 梁的设计 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 4.局部稳定验算： (1) 型钢梁的局部稳定都已经满足要求不必再验算。 (2) 对于焊接组合