钢结构第三章2梁.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第三章 受弯构件,梁,第四节 型钢梁设计,一、,类型,热轧型钢,：,工字钢，槽钢，,T,型钢，,H,型钢,框架梁，楼层梁，屋面梁,单向受弯梁,第三章 受弯构件,梁,冷弯型钢,：,C,型钢，,Z,型钢,墙梁，檩条，,双向受弯梁,设计简单，制作方便,第三章 受弯构件,梁,二,、,设计过程,(1),已知构件内力,(,最大弯矩,M,、,剪力,V),(2),选择截面形式,(,工字钢，槽钢,),(3),按照抗弯强度确定截面抵抗矩,W,n,x,M,x,/,g,x,f,(3),查型钢表选择型号,(4),验算构件的整体稳定性和挠度,M,x,/,j,b,W,x,f,w,/,l,M,x,/,g,x,f,=133.65 10,6,/(1.05215),=0.592 10,6,mm,3,第三章 受弯构件,梁,(4),查表选截面,I32a,，,A=6712,mm,2,，,I,x,=1.108 10,8,mm,4,，,W,x,=0.692 10,6,mm,3,，,S,x,=0.4 10,6,mm,3,，,h,=320mm,，,t,w,=9.5mm,(5),计算抗剪强度,剪力,V,=,29.7,6/2=89.1kN,t,=,V,S,x,/,t,w,I,x,=33.8N/mm,2,f,v,(6),计算挠度,w,=5,q,kl,l,4,/384,EI,x,=16.6mm,w,/,l,=1/360,t,w,第三章 受弯构件,梁,4,、验算,实际截面尺寸计算截面特性,I,、,W,、,A,强度、刚度、整体稳定、局部稳定,二、组合梁截面改变,改变方式：改变梁高和改变翼缘宽度,1,、梁高改变,第三章 受弯构件,梁,改变位置在离支座,支承端梁高,支座处梁高减小，,验算剪应力强度,为支承端截面惯性矩和面积矩,第三章 受弯构件,梁,2,、翼缘改变：改变翼缘宽度,改变位置在离支座,a,、窄翼缘板的宽度,由,翼缘开始改变处,的弯矩,确定,第三章 受弯构件,梁,b,、折算应力验算,翼缘改变处，翼缘与腹板连接点的弯应力,此处离支座较近,也较大,第三章 受弯构件,梁,第六节 焊接组合梁的翼缘焊缝和梁的拼接,一、翼缘焊缝的计算,作用：阻止滑移，承担接缝处纵向水平剪力,T,第三章 受弯构件,梁,翼缘和腹板交界处的纵向水平剪应力,沿梁单位长度上的纵向剪力,（,N/mm,）,并满足构造要求,第三章 受弯构件,梁,二、组,合梁拼接,工厂拼接,拼接位置：,尽量设在弯矩较小处,翼缘和腹板拼接位置应错开，,采用对接直焊缝,腹板的拼接焊缝与横向加劲肋间距,10,第三章 受弯构件,梁,工地拼接,连接方法：对接焊缝连接,高强螺栓连接,第三章 受弯构件,梁,翼缘拼接板及其高强螺栓连接：,按轴心受力的连接计算,腹板拼接板及其高强螺栓连接：,按受剪力和扭矩共同作用计算,所受的,轴心力,为翼缘板的最大承载力，即,剪力,V,为梁截面上的全部剪力,扭矩,为按刚度分配到腹板上的弯矩,第三章 受弯构件,梁,第七节 梁局部稳定性,一、,概念,(1),截面受弯,上翼缘受压，腹板有受压区,(2),腹板受剪,(3),集中荷载,局部压应力,第三章 受弯构件,梁,梁丧失局部稳定：,钢板过于宽薄,时，当板中压应力或剪应力达到某一数值后，,在构件发生强度破坏或丧失整体稳定前，发生波形鼓曲。,第三章 受弯构件,梁,二,、,各种受力状态下的局部稳定性,薄板弹性失稳，临界应力,板稳定系数，,k,与应力分布和边界条件有关,k,：,b,压应力：垂直应力方向的边长（受载边边长）,剪应力：板的短边边长,非弹性阶段,第三章 受弯构件,梁,1,、翼缘局部稳定,半个翼缘板：三边简支，一边自由,弹性阶段,最小稳定系数为,非弹,性阶段,对于,Q235,钢，,第三章 受弯构件,梁,局部失稳不先于强度破坏，,规范规定：,考虑截面塑性发展，,翼缘均匀受压应力,f,y,第三章 受弯构件,梁,2,、腹板局部稳定,(1),四边支承板，复杂应力状态,(2),边缘压应力,，,剪应力，局部压应力,(3),保证单一应力下不发生局部失稳,(4),保证多应力下不发生局部失稳,第三章 受弯构件,梁,(1),纯弯,（,跨中部腹板区段,）,受压区失稳，,四边简支板,k=23.9,弹性失稳临界应力,考虑,弹,塑,性失稳,和,嵌固效应,：弹性模量折减系数,：弹性约束系数,1.61,第三章 受弯构件,梁,不发生弯曲失稳的条件,s,cr,f,y,考虑缺陷和残余应力,第三章 受弯构件,梁,(2),纯剪,（,组合梁支承附近的腹板区段）,第三章 受弯构件,梁,保证腹板受剪屈服前不失稳,的条件,t,cr,t,y,=0.58,f,y,考虑缺陷和残余应力,第三章 受弯构件,梁,(3),局部压力,受集中力作用，类似于受压薄板，临界应力,第三章 受弯构件,梁,保证腹板边局部屈服前不失稳,的条件,s,cr,f,y,考虑缺陷和残余应力,第三章 受弯构件,梁,(4),多种应力共同作用,相关方程,第三章 受弯构件,梁,三,、提高腹板稳定性的方法,控制宽厚比提高临界应力,f,y,布置加劲肋提高刚度，减小变形,纵向加劲肋避免弯曲压应力失稳，受压区,横向加劲肋避免剪切应力失稳，剪力大区域,支承加劲肋避免局部压应力失稳，集中力处,第三章 受弯构件,梁,四,、,腹板,加劲肋布置,和计算,局部,布置横向加劲肋支座、端部，有,固定,集中荷载处,1、,2、,布置横向加劲肋，间距,a,=0.52,h,o,，,均匀布置,第三章 受弯构件,梁,第三章 受弯构件,梁,3,、横向加劲肋间距,a,验算,(1),腹板边缘无局部压应力(,c,=0),受集中荷载处有加劲肋,当 时，,a,按构造设置,a,=0.52,h,o,当 时，,当 时，,第三章 受弯构件,梁,h,考虑了弯曲应力,的影响，弯矩,M,和剪力,V,取计算区格内的平均值,s,为腹板边缘的最大弯曲正应力，,t,为平均剪应力,第三章 受弯构件,梁,4、,同时布置横向加劲肋和纵向加劲肋,(1),纵向加劲肋,布置在压应力区,(2),纵向加劲肋,布置在横向加劲肋之间,(2),区格,I,计算,时，,时，,5,、纵向加劲肋计算,(1),加劲肋位置,布置在压应力区,第三章 受弯构件,梁,第三章 受弯构件,梁,(3),区格,II,计算,按仅设横向加劲肋计算,时，用,h,2,代替,h,o,替并取,h,=1,计算吊车梁时，局部压应力取,0.3,s,c,，,用,h,2,代替,h,o,计算,第三章 受弯构件,梁,五,、加劲肋,尺寸,横向加劲肋,：宽度：,b,s,h,o,/30+40,厚度：,t,s,b,s,/15,构造,双面角,焊缝,连接，切角避免焊缝集中,第三章 受弯构件,梁,六,、,支承,加劲肋,验算15,t,w,范围内:,(1)端部承压,T,形或十字截面,(2)短柱稳定,计算,长度,h,o,(3),加劲肋连接,角,焊缝,第三章 受弯构件,梁,第八节梁的支承,一、梁格连接,按方位分,层叠连接：,侧面连接,第三章 受弯构件,梁,按受力分,(1),铰接,腹板传剪力,(2),刚,接,翼缘,传弯矩，腹板传剪力,第三章 受弯构件,梁,二、梁的支座,平板支座,弧面支座,辊轴支座,