受弯构件设计.pptx

梁（梁（beambeam，girder):girder):承受横向荷载作用的直线或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，有时为弯扭承受扭矩，其主要变形为弯曲变形，有时为弯扭变形。变形。梁梁:是钢结构中的常用构件，如铁路桥梁中的钢板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、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。梁、工作平台梁以及檩条、墙架梁等。第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第一节第一节第一节第一节 梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁一、一、梁的类型梁的类型1.1.按弯曲变形状况分：按弯曲变形状况分：单向弯曲构件单向弯曲构件构件在一个主轴平面内受弯双向弯曲构件双向弯曲构件构件在两个主轴平面内受弯2.2.按支撑条件分：按支撑条件分：简支梁；连续梁；悬臂梁简支梁；连续梁；悬臂梁第一节第一节第一节第一节 梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式3.3.按截面构成方式分：按截面构成方式分：(1)(1)型钢梁型钢梁（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)(2)焊接组合截面梁焊接组合截面梁（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。第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第一节第一节第一节第一节 梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式(3)(3)钢钢-混凝土组合梁混凝土组合梁原理：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第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第一节第一节第一节第一节 梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式 图51 受弯构件截面形式第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第一节第一节第一节第一节 梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式二、梁格布置和梁的搭接二、梁格布置和梁的搭接1.1.梁格布置梁格布置（1 1）简单梁格：）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梁格简单布置图第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第一节第一节第一节第一节 梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式(2)(2)普通梁格普通梁格: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。梁格普通布置图第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第一节第一节第一节第一节 梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式(3)(3)复式梁格复式梁格: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.梁格复式布置图第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第一节第一节第一节第一节 梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式2.2.梁格中主次梁的搭接方式梁格中主次梁的搭接方式(1)(1)叠接叠接: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。主次梁的叠接连接第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第一节第一节第一节第一节 梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式(2)(2)升高连接升高连接: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，但是结构高度较小主次梁的等高连接（升高连接）第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第一节第一节第一节第一节 梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式(3)(3)等高连接等高连接: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。主次梁等高连接（升高连接）第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第一节第一节第一节第一节 梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式(4)(4)降低连接降低连接: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。主次梁降低连接第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第一节第一节第一节第一节 梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式三、梁的设计内容三、梁的设计内容钢结构梁设计的内容大致包括：钢结构梁设计的内容大致包括：强度计算强度计算整体稳定整体稳定 （承载力极限状态）局部稳定局部稳定刚度计算刚度计算 （正常使用极限状态）第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第一节第一节第一节第一节 梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式1.1.强度计算强度计算(1)抗弯强度：抗弯强度：验算翼缘的弯曲正应力与钢材的屈服强度fy 之间的关系。(2)抗剪强度：抗剪强度：验算腹板的剪应力与钢材的抗剪强度设计 值fv之间的关系(3)局部压应力：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c与钢材 抗压强度f(4)折算应力：折算应力：梁局部应力状态复杂时，应比较折算应力eq 与钢材的抗压强度f第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第一节第一节第一节第一节 梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式2.2.整体稳定整体稳定(1)(1)整体失稳的现象：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)(2)产生整体失稳的原因：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。第一节第一节第一节第一节 梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁3.3.局部稳定局部稳定(1)(1)局部失稳的现象：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)(2)产生局部失稳的原因：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。第一节第一节第一节第一节 梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁4.4.刚度刚度 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。第一节第一节第一节第一节 梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式梁的应用和形式第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁一、抗弯强度一、抗弯强度1、正截面应力分布、正截面应力分布最大弯曲正最大弯曲正应力应力Mx截面绕截面绕x轴的弯矩轴的弯矩Wnx对对x轴的净截面模量轴的净截面模量第二节第二节第二节第二节 梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁梁在弯曲的不同阶段的弯曲应力和剪应力梁的弯曲分下面三个阶段梁的弯曲分下面三个阶段第二节第二节第二节第二节 梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁弹性阶段：弹性阶段：弹性极限：塑性阶段：塑性阶段：fy 钢材标号所指的屈服点钢材标号所指的屈服点Mx 截面绕截面绕x轴的弯矩轴的弯矩Wnx 对对x轴的净截面模量轴的净截面模量弹塑性阶段：弹塑性阶段：第二节第二节第二节第二节 梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁2、验算公式、验算公式x、y 截面的塑性发展系数 f 钢材的抗弯设计强度第二节第二节第二节第二节 梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁当梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比满足下式时，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塑性发展系数应该取x1.0。对于需要计算疲劳的梁，宜取对于需要计算疲劳的梁，宜取x y1.0。第二节第二节第二节第二节 梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁二、抗剪强度二、抗剪强度梁的剪应力分布第二节第二节第二节第二节 梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁1、梁的剪应力分布2、验算公式、验算公式V 计算截面沿腹板平面的作用剪力S 计算剪应力处毛截面对中和轴的面积矩I 毛截面惯性矩tw 腹板厚度fv 钢材的抗剪强度设计值第二节第二节第二节第二节 梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁三、局部压应力三、局部压应力局部压应力（a）第二节第二节第二节第二节 梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁局部压应力（b）(1)受支座反力受支座反力R、集中力、集中力F处处(2)局部压应力，局部压应力，45角扩散角扩散(3)腹板边缘压应力较大腹板边缘压应力较大(4)假定边缘压应力均匀分布假定边缘压应力均匀分布计算平均压应力计算平均压应力局部压应力（c）第二节第二节第二节第二节 梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁(5)吊车梁移动轮压吊车梁移动轮压(6)局部压应力分布不均匀局部压应力分布不均匀分布长度分布长度跨中集中荷载跨中集中荷载lz=a+5hy+2hR梁端支反力梁端支反力lz=a+2.5hy+a1计算压应力计算压应力y y集中荷载增大系数，集中荷载增大系数，重级工作制吊车重级工作制吊车y y=1.35 局部压应力（d）第二节第二节第二节第二节 梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁(7)腹板薄较时，有集中力和支座处设支承加劲肋，腹板薄较时，有集中力和支座处设支承加劲肋，s sc=0(8)计算支承加劲肋稳定性计算支承加劲肋稳定性第二节第二节第二节第二节 梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁四、折算应力四、折算应力(1)腹板边缘腹板边缘同时受正应力同时受正应力s s1、剪应力、剪应力t t1和压应力和压应力s sc作用作用(2)计算折算应力计算折算应力如如s s1与与s sc同号或同号或s sc=0，b b1=1.1；如如s s1与与s sc异号，异号，b b1=1.2第二节第二节第二节第二节 梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁五、构件挠度五、构件挠度1、梁的弯曲变形、梁的弯曲变形(1)荷载标准值组合，计算弹性变形荷载标准值组合，计算弹性变形w w，图乘法，图乘法(2)准确计算：准确计算：简支梁，固端梁，悬臂梁简支梁，固端梁，悬臂梁第二节第二节第二节第二节 梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁2、变形限制值、变形限制值(1)主梁主梁w/w/l=1/400，次次梁梁w/w/l=1/250(2)吊车梁吊车梁w/w/l=1/5001/1200(3)墙梁、檩条墙梁、檩条w/w/l=1/1501/200 w/w/l w/w/l 第二节第二节第二节第二节 梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度梁的强度和刚度第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁一、受弯失稳概念一、受弯失稳概念(1)高而窄的梁，弯矩作用平面外刚度弱；高而窄的梁，弯矩作用平面外刚度弱；(2)梁跨度大，弯矩作用平面外约束少；梁跨度大，弯矩作用平面外约束少；(3)开口截面，扭转刚度弱；开口截面，扭转刚度弱；(4)平面外弯曲变形和扭转变形过大；平面外弯曲变形和扭转变形过大；(5)侧向弯扭失稳；侧向弯扭失稳；第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁二、梁的扭转二、梁的扭转1 1、剪切中心、剪切中心 梁在横向荷载作用下使截面梁在横向荷载作用下使截面受剪时，剪应力合力的作用点受剪时，剪应力合力的作用点s为剪切中心，当横向荷载通过剪为剪切中心，当横向荷载通过剪切中心时，不出现扭转变形；截切中心时，不出现扭转变形；截面受扭时，绕剪切中心扭转。面受扭时，绕剪切中心扭转。第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定2.2.自由扭转自由扭转 梁受扭矩作用时，非圆截面可以自由产生翘曲，不受梁受扭矩作用时，非圆截面可以自由产生翘曲，不受约束约束自由扭转，截面上只有剪应力和剪应变，没有自由扭转，截面上只有剪应力和剪应变，没有正应力，没有弯矩。正应力，没有弯矩。第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定非圆截面自由扭矩非圆截面自由扭矩Mk与自由扭转角变形与自由扭转角变形j j之间的关系之间的关系J为扭转常数为扭转常数K与截面形状有关，焊接截面与截面形状有关，焊接截面K=1.0第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定3、约束扭转约束扭转非圆截面杆件受扭矩作用时，截面不能自由翘曲，纵向变形非圆截面杆件受扭矩作用时，截面不能自由翘曲，纵向变形受到约束受到约束约束扭转，截面上有剪切变形和弯曲变形。约束扭转，截面上有剪切变形和弯曲变形。第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定4 4、扭转平衡方程、扭转平衡方程 非圆截面杆件受外扭矩非圆截面杆件受外扭矩M Mz z作用，由作用，由自由扭矩自由扭矩Mk和和翘曲扭矩翘曲扭矩Mw w共同抵抗，内外扭矩平衡共同抵抗，内外扭矩平衡第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定三、纯弯工形简支梁的弯扭失稳三、纯弯工形简支梁的弯扭失稳1 1、失稳过程、失稳过程(1)梁在弯矩作用下产生弯曲变形梁在弯矩作用下产生弯曲变形v，并，并使上翼缘受压，下翼使上翼缘受压，下翼缘受拉缘受拉(2)绕动使梁产生侧向弯曲变形绕动使梁产生侧向弯曲变形u第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定(3)上翼缘压力与变形相互作用，变形增加上翼缘压力与变形相互作用，变形增加(4)下翼缘拉力与变形相互作用，变形减小下翼缘拉力与变形相互作用，变形减小(5)上上翼缘变形增大，下翼缘变形减小，截面扭转翼缘变形增大，下翼缘变形减小，截面扭转j j(6)弯矩较小时，变形可以恢复，稳定状态弯矩较小时，变形可以恢复，稳定状态(7)弯矩较大时，变形不能恢复，失稳状态弯矩较大时，变形不能恢复，失稳状态(8)弯扭弯扭变形平衡，临界状态变形平衡，临界状态第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定2 2、临界状态方程、临界状态方程(1)纯弯构件纯弯构件梁弯扭失稳平衡方程梁弯扭失稳平衡方程第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定(2)解解平衡方程的临界弯矩平衡方程的临界弯矩(3)影响影响临界弯矩的参数：临界弯矩的参数：平面外弯曲刚度平面外弯曲刚度EIy，扭转刚度，扭转刚度GJ，梁跨，梁跨l第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定四、实际工形简支梁的弯扭失稳四、实际工形简支梁的弯扭失稳1 1、非均匀受弯、非均匀受弯(1)有梁端弯矩作用有梁端弯矩作用(2)有横向荷载作用：上翼缘，下翼缘，轴线有横向荷载作用：上翼缘，下翼缘，轴线第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定2 2、非双轴对称工形截面、非双轴对称工形截面(1)单轴对称单轴对称(2)加强受压翼缘加强受压翼缘第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定3 3、弹塑性失稳、弹塑性失稳(1)弹塑性变形弹塑性变形(2)初始缺陷、残余应力初始缺陷、残余应力第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定4 4、稳定系数、稳定系数由由得得l1为侧向支承点的间距，不完全等同梁的跨度为侧向支承点的间距，不完全等同梁的跨度lb1，t1为受压翼缘宽度和厚度为受压翼缘宽度和厚度第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定定义弹性临界应力：定义弹性临界应力：弹性稳定系数：弹性稳定系数：Wx1为对应于受压翼缘的抵抗矩为对应于受压翼缘的抵抗矩第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定五、现行规范稳定系数五、现行规范稳定系数1 1、焊接工形截面简支梁、焊接工形截面简支梁一般焊接工形截面简支梁弹性稳定系数一般焊接工形截面简支梁弹性稳定系数j jbb bb为等效弯矩系数，考虑横向荷载分布，支座约为等效弯矩系数，考虑横向荷载分布，支座约束条件，荷载作用点的位置。束条件，荷载作用点的位置。第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁加强受压翼缘加强受压翼缘加强受拉翼缘加强受拉翼缘双轴对称工形截面双轴对称工形截面I1，I2为受压和受拉翼缘对为受压和受拉翼缘对y轴的惯性矩轴的惯性矩h hb考虑截面不对称性考虑截面不对称性第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁 对于每一个型钢截面，根据不同侧向支撑间距，不对于每一个型钢截面，根据不同侧向支撑间距，不同荷载作用点位置，分别计算同荷载作用点位置，分别计算弹性稳定系数弹性稳定系数编成表格。编成表格。2、热轧工字钢截面热轧工字钢截面第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁3、热轧槽钢截面热轧槽钢截面弹性稳定系数弹性稳定系数第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁4、弹塑性稳定系数弹塑性稳定系数时，非弹性失稳时，非弹性失稳弹性稳定系数弹性稳定系数j jb换算成非弹性稳换算成非弹性稳定系数定系数j jb：第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁5、稳定计算稳定计算临界弯矩临界弯矩:设计要求设计要求:或或j jb为弹性或非弹性稳定系数为弹性或非弹性稳定系数第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁六、不需要计算稳定性的受弯构件六、不需要计算稳定性的受弯构件失稳：构件侧向刚度弱，扭转刚度弱失稳：构件侧向刚度弱，扭转刚度弱 侧向变形和扭转变形大侧向变形和扭转变形大稳定：提高刚度，约束变形稳定：提高刚度，约束变形第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁(1)梁受压翼缘与混凝土板连续连接，可不计算整体稳定梁受压翼缘与混凝土板连续连接，可不计算整体稳定性，楼板刚度大，约束梁平面外变形，但在性，楼板刚度大，约束梁平面外变形，但在施工阶段施工阶段可可能刚度不足。能刚度不足。(2)设上下翼缘侧向支撑设上下翼缘侧向支撑(悬臂梁悬臂梁)(3)加密次梁或支撑间距加密次梁或支撑间距第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁工形截面简支梁满足下列要求可不计算整体稳定性工形截面简支梁满足下列要求可不计算整体稳定性跨中无侧向支承点，荷载作用跨中无侧向支承点，荷载作用在上翼缘在上翼缘跨中无侧向支承点，荷载作用跨中无侧向支承点，荷载作用在下翼缘在下翼缘跨中有侧向支承点跨中有侧向支承点第三节第三节第三节第三节 梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定梁的整体稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁一、梁的局部稳定概念一、梁的局部稳定概念(1)截面受弯截面受弯上翼缘受压，腹板有受压区上翼缘受压，腹板有受压区(2)腹板受剪腹板受剪主压应力方向主压应力方向(3)集中荷载集中荷载局部压应力局部压应力第四节第四节第四节第四节 梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁二、各种受力状态下的局部稳定性二、各种受力状态下的局部稳定性薄板弹性失稳，临界应力薄板弹性失稳，临界应力屈曲系数，屈曲系数，k与应力分布和边界条件有关与应力分布和边界条件有关第四节第四节第四节第四节 梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁1、翼缘局部稳定、翼缘局部稳定(1)三边支承板三边支承板(2)弹性极限状态边缘应力弹性极限状态边缘应力fy，近似均匀受压近似均匀受压(3)弹性设计时，保证弹性极弹性设计时，保证弹性极 限状态不发生局部失稳限状态不发生局部失稳第四节第四节第四节第四节 梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁(4)考虑截面塑性发展，考虑截面塑性发展，翼缘均匀受压，应力翼缘均匀受压，应力fy(5)按按截面部分塑性设计时截面部分塑性设计时(g gx1)，保证极限状态不发生局部失稳保证极限状态不发生局部失稳第第第第四四四四节节节节 梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁2、腹板局部稳定、腹板局部稳定(1)四边支承板，复杂应力状态四边支承板，复杂应力状态(2)边缘压应力，剪应力，局部压应力边缘压应力，剪应力，局部压应力(3)保证单一应力下保证单一应力下 不发生局部失稳不发生局部失稳(4)保证多应力下不保证多应力下不 发生局部失稳发生局部失稳第第第第四四四四节节节节 梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁(1)纯弯纯弯第第第第四四四四节节节节 梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁不发生弯曲失稳的条件不发生弯曲失稳的条件s scr fy 第第第第四四四四节节节节 梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁(2)纯剪纯剪主压应力方向失稳主压应力方向失稳第第第第四四四四节节节节 梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第第第第四四四四节节节节 梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁第第第第四四四四节节节节 梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定保证腹板受剪屈服前不失稳保证腹板受剪屈服前不失稳的条件的条件t tcr t ty=0.6fy第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁(3)局部压力局部压力受集中力作用，类似于受压薄板受集中力作用，类似于受压薄板第第第第四四四四节节节节 梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁(4)多种应力共同作用多种应力共同作用相关方程相关方程第第第第四四四四节节节节 梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁三、三、提高腹板稳定性的方法提高腹板稳定性的方法控制宽厚比控制宽厚比提高临界应力提高临界应力fy布置加劲肋布置加劲肋提高刚度，减小变形提高刚度，减小变形纵向加劲肋纵向加劲肋避免弯曲压应力失稳，受压区避免弯曲压应力失稳，受压区横向加劲肋横向加劲肋避免剪切应力失稳，剪力大区域避免剪切应力失稳，剪力大区域支承加劲肋支承加劲肋避免局部压应力失稳，集中力处避免局部压应力失稳，集中力处第第第第四四四四节节节节 梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁四、腹板四、腹板加劲肋布置加劲肋布置和计算和计算局部局部布置横向加劲肋布置横向加劲肋支座、端部，有支座、端部，有固固定定集中荷载处，集中荷载处，主次主次梁连接处梁连接处1、第第第第四四四四节节节节 梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁2、布置横向加劲肋，间距布置横向加劲肋，间距a=0.52ho，均匀布置均匀布置第第第第四四四四节节节节 梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁4、同时布置横向加劲肋和纵向加劲肋同时布置横向加劲肋和纵向加劲肋(1)纵向加劲肋纵向加劲肋布置在压应力区布置在压应力区(2)纵向加劲肋纵向加劲肋布置在横向加劲肋之间布置在横向加劲肋之间第第第第四四四四节节节节 梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁五、五、加劲肋加劲肋尺寸尺寸横向加劲肋横向加劲肋 宽度：宽度：bsho/30+40厚度：厚度：ts bs/15构造构造双面角双面角焊缝焊缝连接连接切角避免焊缝集中切角避免焊缝集中第第第第四四四四节节节节 梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定第五章第五章 受弯构件受弯构件梁梁六、支承六、支承加劲肋加劲肋验算验算15tw范围内范围内:(1)端部承压端部承压T形或十字截面形或十字截面(2)短柱稳定短柱稳定计算长度计算长度ho(3)加劲肋连接加劲肋连接角角焊缝焊缝第第第第四四四四节节节节 梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定梁的局部稳定