第6章受弯构件.pptx

Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件概述 1.梁的应用：梁的应用：以承受弯矩为主的构件称为受弯构件。钢结构中，受弯构件主要以梁的形式出以承受弯矩为主的构件称为受弯构件。钢结构中，受弯构件主要以梁的形式出现。现。荷载作用下，钢梁主要受弯矩、剪力共同作用；在工程中，梁除受弯矩、剪力荷载作用下，钢梁主要受弯矩、剪力共同作用；在工程中，梁除受弯矩、剪力作用外，还受很小的轴力。作用外，还受很小的轴力。(a)钢结构厂房中的受弯构件钢结构厂房中的受弯构件 吊车梁、屋面梁吊车梁、屋面梁(b)厂厂房房钢钢结结构构平平台台中中的的受受弯弯构构件件主梁、次梁主梁、次梁Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件概述 1.梁的应用：梁的应用：Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件概述 2.梁的分类：梁的分类：组合梁组合梁组合梁组合梁梁的类型梁的类型梁的类型梁的类型实腹式梁实腹式梁实腹式梁实腹式梁空腹式梁空腹式梁空腹式梁空腹式梁型钢梁型钢梁型钢梁型钢梁冷弯薄壁型钢梁冷弯薄壁型钢梁冷弯薄壁型钢梁冷弯薄壁型钢梁热轧型钢梁热轧型钢梁热轧型钢梁热轧型钢梁按截面构成方式分：按截面构成方式分：钢钢钢钢-砼组合梁砼组合梁砼组合梁砼组合梁焊接、栓接组合梁焊接、栓接组合梁焊接、栓接组合梁焊接、栓接组合梁Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件2.梁的分类：梁的分类：概述 Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件概述 2.梁的分类：梁的分类：蜂窝梁蜂窝梁楔形梁楔形梁Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件概述 2.梁的分类：梁的分类：按所受荷载情况不同分：按所受荷载情况不同分：双向受弯梁：在两个主平面内受弯，如吊车梁、墙梁、檩条等双向受弯梁：在两个主平面内受弯，如吊车梁、墙梁、檩条等双向受弯梁：在两个主平面内受弯，如吊车梁、墙梁、檩条等双向受弯梁：在两个主平面内受弯，如吊车梁、墙梁、檩条等梁的类型梁的类型梁的类型梁的类型单向受弯梁：只在一个主平面内受弯，工程中的多数梁单向受弯梁：只在一个主平面内受弯，工程中的多数梁单向受弯梁：只在一个主平面内受弯，工程中的多数梁单向受弯梁：只在一个主平面内受弯，工程中的多数梁 双向受弯梁双向受弯梁(a)屋面檩条屋面檩条(b)吊车梁吊车梁Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件概述 3.钢梁的计算内容：钢梁的计算内容：注：疲劳验算针对长期直接承受重复荷载作用的梁，当应力循环次数注：疲劳验算针对长期直接承受重复荷载作用的梁，当应力循环次数注：疲劳验算针对长期直接承受重复荷载作用的梁，当应力循环次数注：疲劳验算针对长期直接承受重复荷载作用的梁，当应力循环次数nn51051044 时时时时计算内容计算内容计算内容计算内容承载能力极限状态：强度、整体稳定、局部稳定、疲劳承载能力极限状态：强度、整体稳定、局部稳定、疲劳承载能力极限状态：强度、整体稳定、局部稳定、疲劳承载能力极限状态：强度、整体稳定、局部稳定、疲劳正常使用极限状态：刚度正常使用极限状态：刚度正常使用极限状态：刚度正常使用极限状态：刚度2.梁的分类：梁的分类：按支承条件分：可分为简支梁、连续梁、固端梁、悬臂梁等。按支承条件分：可分为简支梁、连续梁、固端梁、悬臂梁等。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件1.梁的强度：梁的强度：梁的强度和刚度 6.1（1）梁的抗弯强度：弯矩作用下，分四个工作阶段）梁的抗弯强度：弯矩作用下，分四个工作阶段图图6-7 钢梁各工作阶段截面弯曲应力的分布钢梁各工作阶段截面弯曲应力的分布(a)弹性工作阶段：疲劳计算、冷弯薄壁型钢弹性工作阶段：疲劳计算、冷弯薄壁型钢：(b)弹塑性工作阶段：一般受弯构件：弹塑性工作阶段：一般受弯构件：(c)塑性工作阶段：塑性铰：塑性工作阶段：塑性铰：(d)应变硬化阶段：一般不利用应变硬化阶段：一般不利用Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件1.梁的强度：梁的强度：梁的强度和刚度 6.1截面形状系数截面形状系数F和截面塑性发展系数和截面塑性发展系数 ：截面形状系数截面形状系数F仅与截面的几何形状有关。仅与截面的几何形状有关。弹塑性阶段的弯矩表达式为：弹塑性阶段的弯矩表达式为：式中式中，截面塑性发展系数，截面塑性发展系数，1 。实际工程中的钢梁中都有残余应力。实际工程中的钢梁中都有残余应力，必须考虑。，必须考虑。式（式（6-20）、（）、（6-21）只适用于求弹性弯扭屈曲钢梁的临界弯矩，即梁失稳时临）只适用于求弹性弯扭屈曲钢梁的临界弯矩，即梁失稳时临界应力界应力 （比例极限）的情况。（比例极限）的情况。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.2.2 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定 6.23.影响钢梁整体稳定性的主要因素影响钢梁整体稳定性的主要因素：截面的侧向抗弯刚度截面的侧向抗弯刚度，抗扭刚度和抗翘曲刚度越大，则临界弯矩越大，梁的，抗扭刚度和抗翘曲刚度越大，则临界弯矩越大，梁的整体稳定性越好。整体稳定性越好。梁的侧向无支承长度或受压翼缘侧向支承点的间距梁的侧向无支承长度或受压翼缘侧向支承点的间距l1越小，则临界弯矩越大，越小，则临界弯矩越大，梁的整体稳定性越好。此外，加宽受压翼缘的梁（梁的整体稳定性越好。此外，加宽受压翼缘的梁（By 0），临界弯矩增大。），临界弯矩增大。荷载类型荷载类型：荷载在梁上作用形成的弯矩图沿梁的跨度方向分布越均匀，临界弯荷载在梁上作用形成的弯矩图沿梁的跨度方向分布越均匀，临界弯矩越小。矩越小。沿梁截面高度方向的荷载作用点位置沿梁截面高度方向的荷载作用点位置越高，临界弯矩越小。越高，临界弯矩越小。如图如图6-22所示所示。梁端支座对截面的约束越大，临界弯梁端支座对截面的约束越大，临界弯矩越大，梁的整体稳定性越好。矩越大，梁的整体稳定性越好。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.2.2 梁的整体稳定梁的整体稳定 梁的整体稳定 6.24.梁的整体稳定系数梁的整体稳定系数 ：为了保证梁不发生整体失稳，则应有：为了保证梁不发生整体失稳，则应有：M Mcr，即：，即：（6-24）（6-25）式（式（6-25）即为梁的整体稳定系数）即为梁的整体稳定系数 的表达式，即为临界应力的表达式，即为临界应力 与钢材与钢材屈服点屈服点 的比值。的比值。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.2.2 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定 6.24.梁的整体稳定系数梁的整体稳定系数 ：(1)焊接工字形（含轧制焊接工字形（含轧制H型钢）等截面简支梁的型钢）等截面简支梁的 ：（6-26）梁毛截面对梁毛截面对y轴的回转半径，轴的回转半径，式中，式中，梁整体稳定的等效临界弯矩系数，按附表梁整体稳定的等效临界弯矩系数，按附表6采用；采用；梁在侧向支承点之间对截面弱轴（梁在侧向支承点之间对截面弱轴（y轴）的长细比，轴）的长细比，；l1 梁受压翼缘侧向支承点间的距离；对跨中无侧向支承点梁受压翼缘侧向支承点间的距离；对跨中无侧向支承点 的梁，的梁，l1为其跨度（梁的支座处视为有侧向支承）；为其跨度（梁的支座处视为有侧向支承）；A 梁的毛截面面积；梁的毛截面面积；Wx 按受压最大纤维确定的梁的毛截面模量；按受压最大纤维确定的梁的毛截面模量；h 梁截面高度；梁截面高度；t1 梁受压翼缘的厚度；梁受压翼缘的厚度；Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.2.2 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定 6.24.梁的整体稳定系数梁的整体稳定系数 ：(1)焊接工字形（含轧制焊接工字形（含轧制H型钢）等截面简支梁的型钢）等截面简支梁的 ：式中，式中，截面不对称影响系数；对双轴对称截面取截面不对称影响系数；对双轴对称截面取 0；加强受压翼缘时，加强受压翼缘时，；加强受拉翼缘时，加强受拉翼缘时，。其中其中 ，I1和和I2分别为受压翼缘和受拉翼缘对分别为受压翼缘和受拉翼缘对y轴的惯性矩。轴的惯性矩。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.2.2 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定 6.24.梁的整体稳定系数梁的整体稳定系数 ：(2)轧制普通工字钢简支梁的轧制普通工字钢简支梁的 ：查附表：查附表7(3)轧制槽钢简支梁的轧制槽钢简支梁的 ：按下列简化公式计算：按下列简化公式计算（6-27）式中，式中，h、b和和t分别为槽钢截面的高度、翼缘宽度和翼缘平均厚度。分别为槽钢截面的高度、翼缘宽度和翼缘平均厚度。(3)双轴对称工字形等截面（含轧制双轴对称工字形等截面（含轧制H型钢）悬臂梁的型钢）悬臂梁的 ：按式（按式（6-26）计算，但式中的系数）计算，但式中的系数 应按应按钢结构设计规范钢结构设计规范附录附录B,表表B.4查得。查得。，l1为悬臂梁的悬伸长度。为悬臂梁的悬伸长度。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.2.2 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定 6.24.梁的整体稳定系数梁的整体稳定系数 ：按上述几种方法算得或查得的按上述几种方法算得或查得的 大于大于0.6时，表明梁已进入弹塑性工时，表明梁已进入弹塑性工作阶段，此时应用作阶段，此时应用 取代，按下式计算：取代，按下式计算：(5)钢梁弹塑性工作阶段的整体稳定系数钢梁弹塑性工作阶段的整体稳定系数 ：（6-28）(6)梁整体稳定系数的近似计算公式梁整体稳定系数的近似计算公式：对于均匀弯曲的受弯构件，当对于均匀弯曲的受弯构件，当 时，其整体稳定系数时，其整体稳定系数可按近似公式计算。这些可按近似公式计算。这些近似计算公式主要用于压弯构件在弯矩作用平近似计算公式主要用于压弯构件在弯矩作用平面外的整体稳定性计算，以简化压弯构件的验算，详见第面外的整体稳定性计算，以简化压弯构件的验算，详见第7章。章。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.2.2 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定 6.25.梁整体稳定的保证措施：梁整体稳定的保证措施：(1)可不计算梁整体稳定性的可不计算梁整体稳定性的三种三种情况情况：详见教材：详见教材有铺板（各种钢筋混凝土板和钢板）密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固连有铺板（各种钢筋混凝土板和钢板）密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固连接，能阻止梁受压翼缘的侧向位移时。接，能阻止梁受压翼缘的侧向位移时。H型钢或等截面工字形简支梁型钢或等截面工字形简支梁满足条件满足条件2 Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.2.2 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定 6.25.梁整体稳定的保证措施：梁整体稳定的保证措施：(1)可不计算梁整体稳定性的可不计算梁整体稳定性的三种三种情况情况：详见教材：详见教材箱型截面简支梁箱型截面简支梁满足条件满足条件3(2)梁整体稳定计算公式：梁整体稳定计算公式：对于不符合对于不符合“（1）”中所述任一条件的梁，应中所述任一条件的梁，应该进行整体稳定性计算。该进行整体稳定性计算。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.2.2 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定 6.25.梁整体稳定的保证措施：梁整体稳定的保证措施：(2)梁整体稳定计算公式：梁整体稳定计算公式：式中，式中，绕截面强轴（绕截面强轴（x轴）作用的最大弯矩设计值；轴）作用的最大弯矩设计值；按受压最大纤维确定的梁毛截面模量；按受压最大纤维确定的梁毛截面模量；梁的整体稳定系数，按前述方法确定。梁的整体稳定系数，按前述方法确定。在最大刚度主平面内受弯的构件，其整体稳定性应按下式计算在最大刚度主平面内受弯的构件，其整体稳定性应按下式计算：（6-29）Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.2.2 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定 6.25.梁整体稳定的保证措施：梁整体稳定的保证措施：(2)梁整体稳定计算公式：梁整体稳定计算公式：在两个主平面受弯的工字形或在两个主平面受弯的工字形或H型钢等截面构件，其整体稳定性应按下式计算型钢等截面构件，其整体稳定性应按下式计算：（6-30）式中，式中，按受压纤维确定的对按受压纤维确定的对x轴（强轴）和对轴（强轴）和对y轴的毛截面模量；轴的毛截面模量；绕强轴弯曲所确定的梁整体稳定系数，按前述方法确定；绕强轴弯曲所确定的梁整体稳定系数，按前述方法确定；绕绕y轴弯曲的截面塑性发展系数，查表轴弯曲的截面塑性发展系数，查表6-1。例：教材例题例：教材例题6-3 Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.1 几个概念几个概念梁的局部稳定 6.3 在外荷载逐渐增大的过程中，钢梁还没有发生强度破坏或整体失稳，组成在外荷载逐渐增大的过程中，钢梁还没有发生强度破坏或整体失稳，组成钢梁的某些板件偏离它原来所在的平面位置发生侧向挠曲，这种现象称为梁的钢梁的某些板件偏离它原来所在的平面位置发生侧向挠曲，这种现象称为梁的局部失稳。局部失稳。梁的受压翼缘或腹板局部失稳后，整个构件还不会立即失去承载能力，一般梁的受压翼缘或腹板局部失稳后，整个构件还不会立即失去承载能力，一般还可以承受继续增大的外荷载。但是由于局部失稳引起部分截面退出工作，引起还可以承受继续增大的外荷载。但是由于局部失稳引起部分截面退出工作，引起梁的刚度减小，使梁的整体稳定性和强度降低。梁的刚度减小，使梁的整体稳定性和强度降低。1.梁的局部失稳：梁的局部失稳：2.梁丧失局部稳定的后果：梁丧失局部稳定的后果：Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.1 几个概念几个概念梁的局部稳定 6.3防止板件局部失稳的原则防止板件局部失稳的原则：3.解决梁局部失稳的办法：解决梁局部失稳的办法：（6-31）防止板件局部失稳的具体措施防止板件局部失稳的具体措施：限制板件的宽厚比限制板件的宽厚比 具体措施具体措施设置加劲肋设置加劲肋 Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.1 几个概念几个概念梁的局部稳定 6.3与板件局部稳定有关的两个问题与板件局部稳定有关的两个问题：3.解决梁局部失稳的办法：解决梁局部失稳的办法：热轧型钢（如工字钢，热轧型钢（如工字钢，H H型钢，槽钢等）在未受到较大的横向集中荷载作用时，型钢，槽钢等）在未受到较大的横向集中荷载作用时，一般不必计算局部稳定。因为热轧型钢的翼缘板宽厚比、腹板的高厚比都不是一般不必计算局部稳定。因为热轧型钢的翼缘板宽厚比、腹板的高厚比都不是很大，一般不会局部失稳。很大，一般不会局部失稳。允许板件局部失稳（见第允许板件局部失稳（见第3章章3.4.3节）的情况。符合利用屈曲后强度设计方法节）的情况。符合利用屈曲后强度设计方法的钢梁，是允许某些板件局部失稳的。的钢梁，是允许某些板件局部失稳的。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.2 梁受压翼缘的局部稳定梁受压翼缘的局部稳定 梁的局部稳定 6.3工字形截面梁的受压翼缘可视为三边工字形截面梁的受压翼缘可视为三边简支、一边自由且在两简支对边上均匀简支、一边自由且在两简支对边上均匀受压的矩形板条来分析。受压的矩形板条来分析。根据薄板稳定理论，板的临界应力根据薄板稳定理论，板的临界应力可表达为：可表达为：（6-32）式中，式中，支承边的弹性嵌固系数，取为支承边的弹性嵌固系数，取为1.0；k 板的屈曲系数，三边简支、一边自由均匀受压矩形板，当横向板的屈曲系数，三边简支、一边自由均匀受压矩形板，当横向 加劲肋间距加劲肋间距a b1时，取为时，取为0.425；钢材的泊松比，钢材的泊松比，=0.3；E 钢材的弹性模量，钢材的弹性模量，t、b1 分别为翼缘板的厚度和其自由外伸宽度。分别为翼缘板的厚度和其自由外伸宽度。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.2 梁受压翼缘的局部稳定梁受压翼缘的局部稳定 梁的局部稳定 6.3受压翼缘板沿厚度方向的平均应力并达不到受压翼缘板沿厚度方向的平均应力并达不到fy，所以取为，所以取为0.95fy。(1)弹性阶段：弹性阶段：代入防止板件局部失稳原则，式（代入防止板件局部失稳原则，式（6-31），整理得：），整理得：（6-33）按边缘屈服准则计算，用按边缘屈服准则计算，用 代替弹性模量代替弹性模量E，以考虑纵向进入弹塑性工作而，以考虑纵向进入弹塑性工作而横向仍为弹性工作的情况。横向仍为弹性工作的情况。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.2 梁受压翼缘的局部稳定梁受压翼缘的局部稳定 梁的局部稳定 6.3(2)弹塑性阶段：弹塑性阶段：（6-34）箱形截面梁受压翼缘在两腹板之间部分可视为四边简支单向均匀受压板来分箱形截面梁受压翼缘在两腹板之间部分可视为四边简支单向均匀受压板来分析。取屈曲系数析。取屈曲系数k=4，取弹性嵌固系数，取弹性嵌固系数 =1.0，=0.25，代入式，代入式（6-31），得：），得：（6-35）式中，式中，箱形截面梁受压翼缘板在两腹板之间的宽度；当翼缘板上设有纵箱形截面梁受压翼缘板在两腹板之间的宽度；当翼缘板上设有纵向加劲肋时，向加劲肋时，为相邻两个纵向加劲肋之间的或纵向加劲肋与腹板之间的翼缘板为相邻两个纵向加劲肋之间的或纵向加劲肋与腹板之间的翼缘板宽度。宽度。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 梁的局部稳定 6.3为了保证腹板的局部稳定性，有以下几种方法可以选用：为了保证腹板的局部稳定性，有以下几种方法可以选用：加大腹板厚度（不经济）；加大腹板厚度（不经济）；设置腹板加劲肋（一般做法）（见图设置腹板加劲肋（一般做法）（见图6-30）；利用腹板屈曲后强度（经济）。利用腹板屈曲后强度（经济）。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 梁的局部稳定 6.31.各种应力单独作用下腹板区格局部稳定的临界应力：各种应力单独作用下腹板区格局部稳定的临界应力：(1)腹板区格在弯曲应力单独作用下的临界应力腹板区格在弯曲应力单独作用下的临界应力：Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 梁的局部稳定 6.3式中，式中，支承边的弹性嵌固系数，由梁翼缘对腹板的嵌固程度确定；支承边的弹性嵌固系数，由梁翼缘对腹板的嵌固程度确定；k 板的屈曲系数，与板的支承条件及受力情况（受压、受弯或板的屈曲系数，与板的支承条件及受力情况（受压、受弯或 受剪）有关；受剪）有关；四边简支单向受弯时，四边简支单向受弯时，k=23.9；=1.0；两侧受荷载边简支、上下边固定时两侧受荷载边简支、上下边固定时k=39.6，=39.6/23.9=1.66；两侧受荷载边简支、上边简支，下边固定时两侧受荷载边简支、上边简支，下边固定时k=29.4，=29.4/23.9=1.23；分别为梁腹板的厚度和计算高度。分别为梁腹板的厚度和计算高度。腹板区格的临界应力腹板区格的临界应力表达为：表达为：（6-36）Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件梁的局部稳定 6.36.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 取：取：0.3；E2.06105N/mm2，代入式，代入式6-36可得：可得：（6-37）梁受拉翼缘对腹板的约束相当于固定约束，梁受压翼缘对腹板的约束则分梁受拉翼缘对腹板的约束相当于固定约束，梁受压翼缘对腹板的约束则分翼缘扭翼缘扭转是否受到约束转是否受到约束两种情况。两种情况。受压翼缘扭转受到约束时受压翼缘扭转受到约束时 受压翼缘扭转未受到约束时受压翼缘扭转未受到约束时（6-38a）（6-38b）Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件梁的局部稳定 6.36.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 受压翼缘扭转受到约束时受压翼缘扭转受到约束时 受压翼缘扭转未受到约束时受压翼缘扭转未受到约束时 若要保证腹板在边缘纤维屈服前不发生屈曲，即：若要保证腹板在边缘纤维屈服前不发生屈曲，即：，可得：，可得：（6-39a）（6-39b）采用国际上通行的通用高厚比采用国际上通行的通用高厚比 作为参数来计算梁腹板的临界应力：作为参数来计算梁腹板的临界应力：（6-40）Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件梁的局部稳定 6.36.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 受压翼缘扭转受到约束时受压翼缘扭转受到约束时 受压翼缘扭转未受到约束时受压翼缘扭转未受到约束时 将式（将式（6-38）代入，得：）代入，得：（6-41a）（6-41b）由通用高厚比的定义可得弹性阶段腹板临界应力由通用高厚比的定义可得弹性阶段腹板临界应力 与与 的关系式为：的关系式为：（6-42）Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件当当 时时梁的局部稳定 6.36.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 对应于图中三段曲线，对应于图中三段曲线，钢结构设计钢结构设计规范规范中的中的 计算公式为：计算公式为：当当 时时（6-43a）（6-43b）当当 时时（6-43c）式中，式中，按式（按式（6-41）计算，但用）计算，但用2hc代代替替h0，其中为，其中为hc腹板弯曲受压区高度。腹板弯曲受压区高度。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 梁的局部稳定 6.3(2)腹板区格在纯剪切作用下的临界应力腹板区格在纯剪切作用下的临界应力：Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 梁的局部稳定 6.3弹性屈曲时的剪切临界应力弹性屈曲时的剪切临界应力：（6-45）取：取：=1.23，0.3；E2.06105N/mm2，代入上式可得：，代入上式可得：（6-46）腹板的横向加劲肋间距为腹板的横向加劲肋间距为a时，屈曲系数时，屈曲系数k可近似取为：可近似取为：当当 时时（6-49a）当当 时时（6-49b）Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 梁的局部稳定 6.3当当 时时（6-50a）当当 时时（6-50b）引入通用高厚比引入通用高厚比 ：Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 梁的局部稳定 6.3当当 时时（6-51a）当当 时时（6-51b）当当 时时（6-51c）纯剪切作用下的临界应力为：纯剪切作用下的临界应力为：当腹板不设横向加劲肋时当腹板不设横向加劲肋时，k=5.34，若要求若要求 ，可得腹板高厚比限值：可得腹板高厚比限值：，规范规定为，规范规定为 。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 梁的局部稳定 6.3(3)腹板区格在局部压应力单独作用下的临界应力腹板区格在局部压应力单独作用下的临界应力：（6-52）当当 时时（6-55a）（6-55b）当当 时时引入通用高厚比引入通用高厚比 ：Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 梁的局部稳定 6.3(3)腹板区格在局部压应力单独作用下的临界应力腹板区格在局部压应力单独作用下的临界应力：当当 时时（6-54a）当当 时时（6-54b）当当 时时（6-54c）局压应力作用下的临界应力为：局压应力作用下的临界应力为：梁腹板的上述三种应力常同时出现在同一腹板区格，因此必须考虑它们对腹板梁腹板的上述三种应力常同时出现在同一腹板区格，因此必须考虑它们对腹板屈曲的联合效应。屈曲的联合效应。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 梁的局部稳定 6.32.各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：防止由剪应力可防止由剪应力可防止由剪应力可防止由剪应力可能引起的腹板失能引起的腹板失能引起的腹板失能引起的腹板失稳稳稳稳 短加劲肋短加劲肋横向加劲肋横向加劲肋纵向加劲肋纵向加劲肋防止由弯曲压应防止由弯曲压应防止由弯曲压应防止由弯曲压应力可能引起的腹力可能引起的腹力可能引起的腹力可能引起的腹板失稳板失稳板失稳板失稳 加劲肋的分类加劲肋的分类间隔加劲肋间隔加劲肋间隔加劲肋间隔加劲肋间隔加劲肋间隔加劲肋支承加劲肋支承加劲肋防止由局部压应防止由局部压应防止由局部压应防止由局部压应力可能引起的腹力可能引起的腹力可能引起的腹力可能引起的腹板失稳板失稳板失稳板失稳 支承传递固定支承传递固定支承传递固定支承传递固定集中荷载或支集中荷载或支集中荷载或支集中荷载或支座反力座反力座反力座反力 Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 梁的局部稳定 6.32.各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：(1)仅配置横向加劲肋的腹板区格（图仅配置横向加劲肋的腹板区格（图6-35a）：各区格按下式计算）：各区格按下式计算（6-56）Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 梁的局部稳定 6.32.各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：(1)仅配置横向加劲肋的腹板区格仅配置横向加劲肋的腹板区格：式中，式中，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，弯曲压应力，为腹板弯曲受压区高度，对双轴对为腹板弯曲受压区高度，对双轴对 称截面，称截面，；所计算腹板区格内所计算腹板区格内,由平均剪力产生的腹板平均剪应力，由平均剪力产生的腹板平均剪应力，hw为腹板高度；为腹板高度；所计算腹板区格内，腹板边缘的局部压应力；所计算腹板区格内，腹板边缘的局部压应力；分别为各种应力单独作用下的临界应力，分别按分别为各种应力单独作用下的临界应力，分别按 式（式（6-43）、式（）、式（6-51）、式（）、式（6-54）确定。）确定。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 梁的局部稳定 6.32.各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：(2)同时配置有横向加劲肋和纵向加劲肋的腹板区格（图同时配置有横向加劲肋和纵向加劲肋的腹板区格（图6-35b）：1)受压翼缘与纵向加劲肋之间的区格受压翼缘与纵向加劲肋之间的区格：纵向加劲肋布置在腹板的受压区，其与受压翼缘之间的距离应为纵向加劲肋布置在腹板的受压区，其与受压翼缘之间的距离应为（6-57）式中，式中，、和和 分别按下列方法计算：分别按下列方法计算：Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 梁的局部稳定 6.32.各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：按式（按式（6-43）计算，但式中）计算，但式中 改用下列改用下列 代替。代替。受压翼缘扭转受到约束时受压翼缘扭转受到约束时 受压翼缘扭转未受到约束时受压翼缘扭转未受到约束时（6-58a）（6-58b）式中，式中，h1为纵向加劲肋至腹板计算高度边缘的距离。为纵向加劲肋至腹板计算高度边缘的距离。按式（按式（6-51）计算，将式中）计算，将式中h0的改为的改为h1。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 梁的局部稳定 6.32.各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：按式（按式（6-43）计算，但式中）计算，但式中 改用下列改用下列 代替。代替。受压翼缘扭转受到约束时受压翼缘扭转受到约束时 受压翼缘扭转未受到约束时受压翼缘扭转未受到约束时（6-58a）（6-58b）注：注：的计算是借用纯弯曲条件下的临界应力公式，而不是采用单纯局部的计算是借用纯弯曲条件下的临界应力公式，而不是采用单纯局部受压临界应力公式。受压临界应力公式。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 梁的局部稳定 6.32.各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：2)受拉翼缘与纵向加劲肋之间的区格受拉翼缘与纵向加劲肋之间的区格：（6-60）、和和 分别按下列方法计算：分别按下列方法计算：式中，式中，所计算区格内由平均弯矩产所计算区格内由平均弯矩产生的腹板在纵向加劲肋处的弯曲压应力生的腹板在纵向加劲肋处的弯曲压应力 腹板在纵向加劲肋处的横向腹板在纵向加劲肋处的横向压应压应力，取为力，取为0.3 。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 梁的局部稳定 6.32.各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：按式（按式（6-43）计算，但式中）计算，但式中 改用下列改用下列 代替。代替。（6-61）式中，式中，按式（按式（6-51）计算，将式中）计算，将式中h0的改为的改为h2。按式（按式（6-54）计算，但将式中）计算，但将式中h0的改为的改为h2，当，当 时，取为时，取为2。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 梁的局部稳定 6.32.各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：3)同时设置横向加劲肋、纵向加劲肋和短加劲肋的腹板区格（图同时设置横向加劲肋、纵向加劲肋和短加劲肋的腹板区格（图6-35c）：腹板区格分为区格腹板区格分为区格和和。区格区格与与2）中的区格中的区格完全相同，按式（完全相同，按式（6-60）计算。）计算。区格区格的稳定计算仍按式（的稳定计算仍按式（6-57）进行。）进行。仍按仍按，a.的规定计算的规定计算;按式（按式（6-51）计算，但将式中的）计算，但将式中的h0和和a分别改为分别改为h1和和a1，a1为短加劲肋的为短加劲肋的间距；间距；借用式（借用式（6-43）计算，但式中的）计算，但式中的 改用下列改用下列 代替。代替。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.3 梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定 梁的局部稳定 6.32.各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：各种应力联合作用下腹板区格局部稳定的验算：受压翼缘扭转受到约束时受压翼缘扭转受到约束时 受压翼缘扭转未受到约束时受压翼缘扭转未受到约束时（6-62a）（6-62b）对对 的区格，式（的区格，式（6-62）的右边应乘以）的右边应乘以 。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.4 梁腹板加劲肋的构造与计算梁腹板加劲肋的构造与计算 梁的局部稳定 6.31.梁腹板加劲肋的设置梁腹板加劲肋的设置：在梁腹板上设置加劲肋的主要目的是保证腹板的局部稳定性。在不考虑屈在梁腹板上设置加劲肋的主要目的是保证腹板的局部稳定性。在不考虑屈曲后强度时，应按下列规定配置加劲肋。曲后强度时，应按下列规定配置加劲肋。当当 时，对有局部压应力（即时，对有局部压应力（即 0）的梁，应按构造要求配）的梁，应按构造要求配置横向加劲肋（一般应满足置横向加劲肋（一般应满足0.5a2）；但对于无局部压应力（即）；但对于无局部压应力（即 0）的梁，）的梁，可不配置加劲肋。可不配置加劲肋。当当 时，应配置横向加劲肋。其中，当时，应配置横向加劲肋。其中，当 (受受压翼缘扭转受到约束时压翼缘扭转受到约束时)或或 (受压翼缘扭转未受到约束时受压翼缘扭转未受到约束时)，或，或按计算需要时，应在弯曲应力较大区格的受压区增加配置纵向加劲肋。局部压应按计算需要时，应在弯曲应力较大区格的受压区增加配置纵向加劲肋。局部压应力很大的梁，必要时尚宜在受压区配置短加劲肋。力很大的梁，必要时尚宜在受压区配置短加劲肋。梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处，宜配置支承加劲肋。梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处，宜配置支承加劲肋。Suzhou University of Science&Technology第第6章章 受弯构件受弯构件6.3.4 梁腹板加劲肋的构造与计算梁腹板加劲肋的构造与计算 梁的局部稳定 6.31.梁腹板加劲肋的设置梁腹板加劲肋的设置：钢结构设计规范钢结构设计规范规定，任何情况下，均不应超过规定，任何情况下，均不应超过250，这是为了避免腹，这是为了避免腹板高厚比过大时产生过大的焊接变形，因而这个限值与钢材的牌号无关。板高厚比过大时产生过大的焊接变形，因而这个限值与钢材的牌号无关。按上述规定在梁腹板上配置了加劲肋后，除了按构造配置加劲肋的情况外，按上述规定在梁腹板上配置了加劲肋后，除了按构造配置加劲肋