钢结构第五章受弯构件.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,5,章 受弯构件,一、目的与要求,掌握受弯构件计算的特点及适用范围，能够熟练地进行一般,受弯构件的截面设计及验算。,二、主要内容及学时分配,5-1,受弯构件的形式和应用,5-2,梁的强度和刚度,5-3,梁的整体稳定和支撑,5-4,梁的局部稳定和腹板加肋设计,5-5,考虑腹板屈服后强度的梁设计特点,5-6,型钢梁的设计,5-7,组合梁的设计,5-8,梁的拼接、连接和支座,5-9,其他类型的梁,三、教学方法与教学手段,课堂电化教学与模型教学相结合,四、习题课,5-1,受弯构件的形式和应用,一、梁的类型 普通工字钢,单角钢,热轧型钢梁 槽钢,H,形钢,图,5-1,型钢梁 槽钢,冷弯薄壁型钢,Z,形钢梁 焊接组合梁 焊接,Z,字形、,T,形钢、箱形梁,铆接组合梁,组合梁 异种组合梁,图,5-2,钢与砼组合梁,截面沿长度变化 等截面梁,变截面梁,简支梁,支承情况 悬臂梁,连续梁,受力情况 单向受弯梁,双向受弯梁,二、应用,工作平台梁、楼盖梁、墙架梁、吊车梁、柃条,返回,图,5,1,梁的截面类型,5-2,梁的强度和刚度,一、梁的强度,双轴对称工字型梁在荷载作用下的四个工作阶段：,1,、弹性工作阶段（直承动力以最外纤维应力达 作为承载能力极限状态）,2,、弹塑性工作阶段（静力或间动为状态）,3,、塑性工作阶段（超静定梁）,4,、应变硬化工作阶段,二、梁的强度计算公式,1,、承受静力或间接承受动力荷载：,（,1,）单向弯曲：,（,5-4,）,（,2,）双向弯曲：,（,5-5,）,双轴对称工字型：,=1.05 =1.2,箱形：,=1.05,其他截面 表,5-1,限制条件：,13 15,时取,=1.0,2,、直接承受动力荷载：,=1.0,3,、不直接承受动力荷载固端梁、连续梁,塑性铰：,(5-6),（二）梁的抗剪强度,=,（,5-7,）,（三）梁的局部承压强度,（,5-8,）,（,6-9,）,重级：,1.35,其他：,1.0,截面塑性发展系数,x,、,y,值,图,5.8,梁的局部压应力,（四）梁的折算应力,（,腹板计算高度边缘处）,焊接组合梁：,三,三、梁的刚度,1,、梁的挠度计算基本公式 （,5,11,）,2,、等截面简支梁,（,5,12,）,3,、变截面简支梁,（,5,13,）,5-3,梁的整体稳定和支撑,一、丧失整体稳定的现象,达某一值，梁将突然发生侧向弯曲和扭转，并丧失继续承载的能力，弯扭屈曲。（,图,5-17,）,二、基本原理,临界弯矩的求法,三个微分方程,梁的整体失稳,返回,由边界条件：,z=1 z=0 ,(5-24),通用计算式,:,（,5-25,）,三、整体稳定系数,（,1,）若厚,则,（,2,）对于不同 则,（,3,）一般计算式,等效弯矩系数附表,3-1P135,截面不对称影响系数,双轴对称工字型：,加强受压翼缘工字型：,加强受拉翼缘工字型：,当 时梁进入弹塑性阶段，,轧制普通工字钢 查附,3,2,四、的近似计算,当 且受均布弯矩作用,1,、工字形,双轴对称：（,5-31,）,单轴对称：（,5-32,）,2,、,T,形,弯矩使翼缘受压时,双角钢组成,T,形：（,5-33,）,钢板组成,T,形：（,5-34,）,弯矩使翼缘受拉时：,（,5-35,）,（,5-31,）（,5-35,）已考虑非弹性屈曲，不需换算,五,、整体稳定性的保证,1,、有铺板（钢筋砼板和钢板）密铺在梁的受压翼缘上并与起牢固的连接,、工字形受压翼缘自由长度 与其宽度 之比不超过,表,5-3,规定,P157,。,3,、箱形简支梁 且 不超过规定,整体稳定性验算公式：,单向弯曲：（,5-36,）,双向弯曲：（,5-37,）,返回,5,-4,梁的局部稳定和腹板加肋设计,（一）翼缘板的局部稳定,1,、一般情况,(,弹性）：,2,、超静定梁按塑性设计：,3,、允许出现部分塑性：,箱形梁：,b,0,/,t,40,b,0/,t,40,梁局部失稳,（二）、,腹板的局部稳定计算,加劲肋的类型,一、加劲肋的形成,1,、横向加劲肋,2,、纵向加劲肋,3,、短向加劲肋,4,、支承加劲肋,二、腹板加劲肋配置规定,1,、，可不配置加劲肋,2,、，按构造配置横向加劲肋,3,、当 ，按计算配置横向加劲肋,4,、当 ，按计算配置横向与纵向加劲肋或短向加劲肋,5,、梁支座处和上翼缘有固定较大集中力处，设支承加劲肋。,6,、按塑性设计超静定梁，则应满足 。,（一）、仅配置横向加劲肋的腹板,（,5,52,）,所计算腹板区格内，由平均弯矩产生的腹板计算高度边缘的弯曲压应力；,所计算腹板区格内，由平均剪力产生的腹板平均剪应力，应按 计算；,腹板计算高度边缘的局部压应力，应按式,(5,8),进行计算，但取式中,1.0,。,、,各种应力单独作用下的临界应力。,（,2,）,（,3,）,（二）同时配置横向和纵向加劲肋的腹板,受压翼缘与纵向加劲肋之间的区格：,（,5,59,）,受拉翼缘与纵向加劲肋之间的区格。,（,5,62,）,5-5,加劲肋的构造要求,一、腹板加劲肋的构造要求,1,、两侧成队配置钢板横向加劲肋，截面尺寸：,外伸宽度：,厚：,2,、一侧配钢板加劲肋：,3,、同时用横向与纵向加劲肋时，相交处将纵向断开，横向保持连续，横向加,劲肋尺寸应满足：,纵向绕,y,轴：,4,、型钢加劲肋，,5,、为减少焊接应力，横向端部切去宽 高,二、支承加劲肋的计算,1,、稳定性计算,A,加劲肋和加劲肋每侧,15,内腹板面积，计算长度,2,、承压强度计算,3,、加劲肋与腹板连接焊缝计算,返回,5-6,型钢梁的设计,一、型钢梁的设计步骤,设支承加劲肋,重选腹板,5-7,组合梁的设计,图,5.28,组合梁的截面尺寸,续表,:,一、梁截面沿长度变化,1,、沿长度方向改变形式：变高度梁,变宽度梁,鱼腹式梁,变高度梁：梁端部高度,弯折点距梁端,单层变宽度梁：改变处距梁端,截面改变处以 斜角,双层变宽度梁：当切断翼缘板端部有正面焊缝时,切断 端部无正面焊缝时；取,例,5-4,二、焊接梁翼缘焊缝的计算,单层 ：单位长度上水平剪力,焊脚,梁 上承受移动集中荷载或固定集中荷载 而未设支承加劲肋：,返回,5-8,梁的拼接、连接和支座,一、梁的拼接方法,1,、工厂拼接：,图,6-64,2,、工地拼接：,图,6-65,（,1,）翼缘拼接：,（,2,）腹板拼接：,二、次梁与主梁的连接,1,叠接,2,平接,二,、,主次梁连接应注意的问题,1,、安全可靠、符合结构计算简图,2,、经济合理、省料省工,3,、便于制造、运输、安装和维护,三、主次梁连接的形式,1,、叠接（层接）次梁为简支梁,次梁为连续梁,2,、侧面连接 连续梁,简支梁,四、梁的支座,返回,5-9,其他类型的梁,1,蜂窝梁,将,H,型钢沿腹板的折线切割成的两部分,齿尖对齿尖地焊合后,旧新成一个腹板有孔洞的工字形梁,这种梁称之为蜂窝梁,.,2,异中种纲组合梁,对于菏载和跨度较大的钢梁,当梁的截面由抗弯强度控制时,可以将主要承受剪力且常有富余的腹板选用强度较低的钢材,这种梁为组合梁,.,3,预应力钢梁,4,钢与混凝土组合梁,返回,腹板加劲肋的布置,返回,图,6-59,返回,图,6-64,组合梁的工厂连接,返回,图,6-65,组合梁的工地拼接,返回,翼缘水平剪力,