钢结构设计原理复习.doc

钢结构设计原理复习
第1章 绪 论
基本要求：
1．掌握钢结构的特点和正确理解钢结构的应用范围；
2．了解钢结构在我国的发展趋势；
§1．2钢结构的特点及其合理的应用范围
一. 特点 钢结构是由钢板、型钢、冷弯薄壁型钢等通过焊接或螺栓连接所组成的结构
1. 轻质高强

2. 塑性、韧性好
※ 塑性和韧性是概念上完全不同的两个物理量
塑性——承受静力荷载时，材料吸收变形能的能力。
塑性好，会使结构一般情况下不会由于偶然超载而突然断裂，给人以安全保证；
韧性——承受动力荷载时，材料吸收能量的多少。韧性好，说明材料具有良好的动力工作性能。
3. 各向同性，性能稳定
可以直接应用力学中给出的结论，如叠加原理等。
4. 可焊性，不易渗漏
可焊性使连接简化，使结构应用范围增大，容易做成复杂形状。
不易渗漏：各种压力容器
※后果：存在残余应力
5. 制造简便，施工周期短
6. 耐腐蚀性差
7. 耐热但不耐火
100℃以内 强度无影响
150℃以上 必须进行遮挡处理
※600℃左右 E→0 结构倒塌
措施： 防火涂料，防火漆，外包混凝土
8. 存在稳定问题——设计时考虑
二. 合理的应用范围
大——跨度大。
l 重——主要是重工业厂房，内有大吨位重级工作制吊车，
l 高——高层建筑，塔桅结构。地王大厦（84层），京广大厦（53层），广州（上海，汕头）电视塔，北京气象塔（325米）等。
l 动——受动力作用的厂房，机座，地震区内要求较高的建筑。
l 轻——荷载较小的轻型结构，其用钢量可能低于RC的用钢量，如大棚等。
l 小——小型、可拆装结构，临时建筑等。如塔吊，临时展棚等。
第2章 钢结构的材料
基本要求
1. 掌握钢结构的两种破坏形式；
2.掌握结构用钢材的主要性能及其机械性能指标；
3.掌握影响钢材性能的主要因素特别是导致钢材变脆的主要因素；
4.掌握钢材疲劳的概念和疲劳计算方法；
5.了解结构用钢材的种类、牌号、规格
6.理解钢材选择的依据，做到正确选择钢材。
§2.1 钢结构对材料的要求
（1）较高的强度——良好塑性和韧性
（2）足够的变形能力——良好塑性和韧性
（3）良好的加工性能——适应冷、热加工，可焊性好
（4）对环境的良好适应性——耐腐蚀、耐火、耐疲劳
§2．2 钢材主要性能
钢材的两种破坏形式
塑性破坏——破坏前有明显的变形，破坏历时时间长，断口发暗，可以采取补救措施。
脆性破坏——破坏前没有明显的变形和征兆，破坏时产生的变形远比材料应有的变形能力小，破坏发生突然，断口平齐、发亮，无机会补救。
从拉伸曲线可以得到 ，，
∵ ∴
通过对曲线的分析，假定钢材为理想的弹性塑性体。
因为：1）计算简便；
2）与相差不大
3）虽然＞＞，但对应的应变非常大
4）以作为设计强度的依据，具有较大的强度储备，出现偶然因素，使人们有机会补救。
二.冷弯性能
常温下弯曲180°(按原有厚度)，检查外表面，不能有裂纹、起层（或分层）．这是衡量材料塑性及均匀程度的更加严格的要求．
三．冲击韧性
材料在受动力荷载时的韧性指标。低温下，冲击韧性急剧下降．故应测其负温冲击韧性
§2·3各种因素对钢材性能的影响
一． 化学成分
普通碳素钢中Fe占99%，其他杂质元素占1%；普通低合金钢中有＜5%的合金元素。
● 碳（C）：钢材强度的主要来源，但是随其含量增加，强度增加， 塑性降低，可焊性降低，抗腐蚀性降低。一般控制在0.22%以下，在0.2以下时，可焊性良好。
●硫（S）：热脆性。不得超过0.05%。
● 磷（P）：冷脆性。抗腐蚀能力略有提高，可焊性降低。不得超过0.045%。
● 锰（Mn）：合金元素。弱脱氧剂。与S形成MnS，（熔点为1600℃），可以消除一部分S的有害作用。
●硅（Si）：合金元素。强脱氧剂。
●钒（V）：合金元素。细化晶粒，提高强度，其碳化物具有高温稳定性，适用于受荷较大的焊接结构。
●氧（O）：有害杂质。
●氮（N）：有害杂质。
二． 冶金缺陷
常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹等。偏析——化学成分分布的不均匀程度。
三． 构造缺陷
试件表面不平整，有刻槽、缺口，厚度突变时，应力不均匀，力线变曲折，缺陷处有高峰应力——应力集中。
结果：塑性降低，脆性增加。原因：不正确的设计（构造不合理）、制造（不光滑）及使用。
五． 钢材的硬化
冷作硬化——当荷载超过材料比例极限卸载后，出现残余变形，再次加载则比例极限（或屈服点）提高的现象，也称“应变硬化”。（主观的）
时效硬化——随时间的增长，碳和氮的化合物从晶体中析出，使材料硬化的现象。（客观的）
应变时效——钢材产生塑性变形时，碳、氮化合物更易析出。即冷作硬化的同时可以加速时效硬化，因此也称“人工时效”。
六．温度的影响
七．厚度、直径的影响
八．残余应力的影响
§2．5钢材的疲劳
钢材疲劳破坏的特征
钢材的疲劳——钢材在连续循环荷载作用下，当循环次数达到某一值n时钢材的破坏。
2．特点：（1）疲劳破坏时，应力远小于材料静力强度；
（2）破坏属于突然的脆性破坏。
3．原因： 缺陷—→微观裂纹—→宏观裂纹
§2．6钢材的种类和规格

一． 钢种
普通碳素钢 Q235（A3钢）
普通低合金钢 Q345，Q390，Q420，
三．脱氧程度
按脱氧程度可分为镇静钢和沸腾钢
四．钢类
甲类（A）：按机械性能供应，保证，及硫、磷含量；
乙类（B）：按化学成分供应，保证C，Si，Mn， S，P含量；
特类（C）：按机械性能及化学成分供应，保证，，，冷弯及C，Si，Mn，S，P含量。
五．钢材编号
Q×××质量等级（A～D）和脱氧程度（F,b,Z,TZ）
Q—屈服点
×××— 屈服点值
A—无冲击功规定；
B—20℃冲击功=27 J；
C— 0 ℃冲击功=27 J；
D─ －20℃冲击功=27 J；
F—沸腾钢；
b—半镇静钢；
Z—镇静钢；
TZ—特殊镇静钢。
如Q235A·F
六．钢材的选择
在选择钢材时应考虑：
1．结构或构件的重要性；
2．荷载的种类（静，动）；
3．连接方法；
4．工作条件（温度，腐蚀等）。
5.钢板厚度
例如 重级工作制吊车梁：A3及五项保证；
焊接钢屋架：A3F，C＜0.2%及四项保证
七．钢材的规格
1．热轧钢板 “— 宽×厚度×长度”
2．热轧型钢 1）工字钢 “I20a”
2）槽钢 “[ 20b”
3）角钢 “∠63×5”
“∠125×80×8”
4）钢管 “Φ273×5”
5）H型钢 “HK300×300×11×19”
“HZ200×100×5.6×8.5”
3．冷弯薄壁型钢 “B[ 120×40×2.5”

第3章钢结构的连接
基本要求：
1．要了解钢结构采用的焊缝连接和螺栓连接两种常用的连接方法及其特点；
2．理解对接焊缝及角焊缝的工作性能，掌握轴力作用下，焊接连接的构造和计算方法；
3．理解普通螺栓和高强螺栓的工作性能和破坏形式，
4．掌握螺栓连接在传递各种内力时连接的构造和计算方法，熟悉螺栓排列方式和构造要求。
§3．1钢结构的连接
连接类型：焊接连接、螺栓连接、铆钉连接
一．焊接连接
优点：不削弱截面，方便施工，连接刚度大；
缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。
1．焊接方法
（1）手工焊
原理：利用电弧产生热量熔化焊条和母材形成焊缝。
原则：焊缝和母材等强度。
优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接；
2．焊缝的形式
（1）连接形式：平接（对接），搭接，垂直连接
（2）对接连接的形式
I型（垂直坡口），V型，单面V型，U型，单面U型，X型，K型；
直焊缝(图a)，斜焊缝(图b)。

2．螺栓连接
（1）普通螺栓
粗制螺栓（C级螺栓）：用未加工的圆钢制成，尺寸不够精确，、只需II类孔。
精制螺栓（A、B级）：栓杆由车床加工而成，表面光滑，尺寸准确，用I类孔。
（2）高强螺栓
按材料等级分两种类型：
8.8级 （≥）
10.9级 （≥）
按计算、设计方法分两种类型：
摩擦型——只靠挤压力产生的摩擦阻力传递剪力，摩擦阻力被克服即为破坏，
只要求II类孔；
承压型——在摩擦阻力被克服后继续靠栓杆承担荷载，连接变形比摩擦型大，
只能用于承受静荷，要求用I类孔。
§3．2对接焊缝及其连接的计算
一． 焊透的对接焊缝的计算
1．轴心受拉（压）
≤ or
——对接连接中较小的厚度，忽略焊缝起鼓；
——对接焊缝抗拉强度；
——对接焊缝抗压强度；
——焊缝的计算长度（板宽减去10mm），若加引弧板（如下图）则焊缝的计算长度即为板宽。
关于焊缝质量检验标准：
一、 二级检验——通过外观检查、X或γ射线及超声波探伤；
三级检验——仅通过外观检查。
因此通过一、二级检验的对接焊缝的强度可以认为与母材等强度，连接不必验算；而仅通过三级检验的焊缝，=0.85,需要如上验算。若经验算强度不够，可采用斜焊缝；当a/b≤1.5时，可以不算。
§3．3直角角焊缝连接的构造和计算
一． 定义
侧焊缝——焊缝轴线平行于力线；
端焊缝——焊缝轴线垂直于力线；
斜焊缝——焊缝轴线倾斜于力线。
二． 直角角焊缝应力分析
试验证明：
1．侧焊缝以45°“咽喉截面”破坏居多；
2．端焊缝的强度是侧焊缝强度的1.35～1.55倍。
规范规定：在焊缝计算时以侧焊缝强度为基准（）,端焊缝强度为1.22，斜焊缝强度为

三． 直角角焊缝的构造
1．最小焊缝高度：=，—较厚板件的厚度；
2．最大焊缝高度：，—较薄板件的厚度；
对于贴边焊
当t≤6mm时，= t；
当t>6mm时，= t－（1～2）mm
要求： ≤≤
3．最大焊缝长度： =60 （静荷）
=40 （动荷）
若内力沿角焊缝全长分布，则计算长度不受此限；
4．最小焊缝长度： = 8
≮40mm
要求：≤≤
四． 直角角焊缝的计算
1．所有角焊缝只承受剪应力，只区分侧焊缝和端焊缝；
2．焊缝计算截面为45°“咽喉截面”，面积为0.7(－10mm)；
3．在静力条件下，考虑端焊缝强度提高22%；动力荷载下，不考虑其强度的提高；
4．计算公式：
≤
其中： ——端焊缝受力总和；
——侧焊缝受力总和；
——焊缝强度提高因数，动力荷载时为1.0，静力荷载时为1.22。
斜焊缝为
5．几种典型的焊缝受力分析
（1）焊缝受轴心拉力（端焊缝）
≤
（2）焊缝受轴心剪力（侧焊缝）
≤

（3）角钢连接焊缝的计算

0.7
0.65
0.75

0.3
0.35
0.25

双面焊接：
≤
≤

三面围焊：

≤
≤

§3．5普通螺栓和铆钉连接的构造和计算
抗剪连接——板件之间有相对错动的趋势；
抗拉连接——板件之间有相互脱开的趋势。
一．普通螺栓（铆钉）的计算
1．抗剪螺栓（铆钉）的计算
（1）单个螺栓（铆钉）的受剪工作性能
（2）对一组螺栓连接，有五种可能的破坏形式
1）栓杆被剪断；
2）被连接板被挤压破坏；
3）被连接板被拉（压）破坏；
4）被连接板被剪破坏——拉豁；
5）栓杆受弯破坏。
（3）针对如上情况，应避免所有破坏的可能性
1）栓（钉）杆长度（）≤——防止受弯破坏；
2）≥，栓距≥——避免拉豁；
3）通过计算保证螺栓（铆钉）抗剪；
4）通过计算保证螺栓（铆钉）抗挤压；
5）通过计算保证被连接构件具有足够的拉压强度。
（4）螺栓群受剪计算
1）轴心受力
基本假定：螺栓群均匀受力。
一个螺栓的抗剪承载能力：

——剪切面数；
——螺栓直径；
——螺栓抗剪设计强度。
一个螺栓抗挤压承载能力：

——螺栓直径；
——被连接板中受力一侧的总厚度的较小值；
——螺栓承压设计强度。
螺栓的排列和构造要求
1．受力要求：如边距≥2等；
2．构造要求：间距不能太大，避免压不紧潮气进入——腐蚀；
3．施工要求：螺栓间距不能太近，满足净空要求，便于安装。
§3．7 高强螺栓连接的计算
一．预拉力的建立
扭矩螺栓：一种特制螺栓，用特殊扳手，拧断为止——预拉力建立完成。

目前采用的螺栓只有8.8级和10.9级。
二．摩擦型高强螺栓的计算
1． 摩擦型高强螺栓的抗剪计算
一个螺栓的抗剪承载能力：

第4章 轴心受力构件
基本要求：
1．了解轴心受力构件的受力特点、截面形式和应用范围
2．掌握轴心受拉构件设计计算
3．了解轴心受压构件稳定理论的基本概念和分析方法
4．掌握 轴心受压构件设计计算方法，重点及难点是构件的整体稳定和局部稳定
5.掌握格构式轴心受压构件设计方法。
§4．1 轴心受力构件的特点及截面形式
一． 轴心受力构件的特点
轴心受拉 ：桁架拉杆、网架、塔架（二力杆）
轴心受压 ：桁架压杆、工作平台柱、各种结构柱。
轴心受力构件应满足两个极限状态：
第一极限状态包括∶强度、稳定。
轴心拉杆——只有强度；
轴心压杆——强度、稳定必须同时满足
稳定分为两种∶
理想的轴心压杆是不存在的。构件总有初弯曲、初偏心、残余应力存在。通常将轴心压杆处理为具有初始缺陷的轴心受力构件——小偏心压杆。
稳定分整体稳定和局部稳定（相对概念）
第二极限状态：刚度≤
二．轴心受力构件的截面形式
实腹式构件：热轧型钢截面，实腹式组合截面
格构式构件
除有孔洞削弱的杆件外，轴压构件主要由稳定控制，因此应尽量使截面开展，增大。
§4．2轴心受力构件的强度和刚度
6.2.1 轴心受力构件的强度计算
有孔洞等削弱
≤
——轴心压力或拉力；——净截面面积
对于摩擦型高强螺栓存在孔前传力，因此应单独考虑其截面内力。
假定：每个螺栓所压的面积相等，由于磨擦型螺栓是靠摩擦传力的，在最薄弱的截面处，孔前传走一半荷载。
因此，该截面上的受力为：

n1——第一排螺栓数；
n——一侧螺栓总数。
则 ≤

因此，该截面上的受力为：

n1——第一排螺栓数；
n——一侧螺栓总数。
则 ≤
同时还应验算构件无削弱处的强度：
≤
——构件的净截面（无削弱处）
并且应验算高强螺栓的强度。
练习题;钢板截面为310mm20mm，盖板截面为310mm12mm，钢材为Q235，（），（）。级高强度螺栓摩擦型连接，孔径22mm，接触面喷砂，＝0.45，预拉力。求该连接的最大承载力

4．2．2轴心受力构件的刚度计算（正常使用极限状态）
≤
——计算长度 ， ——回转半径
由于截面及支承条件不同，分
压杆： [l]=150 （要求严格）
动荷： [l]=250
静荷或间接动荷：[l]=350
张紧的园杆： 不限
拉杆：

主要保证运输和使用过程中不要由于自重产生过大变形及过大的振动。
§4．3 轴心压杆的整体稳定
4.3.1 轴心受压构件的整体失稳形式
轴心受力构件由于截面形式不同，可能有三种不同的屈曲形式而丧失稳定。即弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭屈曲。
（1）弯曲失稳——只发生弯曲变形，截面只绕一个主轴旋转，杆纵轴由直线变为曲线，是双轴对称截面常见的失稳形式；
（2）扭转失稳——失稳时除杆件的支撑端外，各截面均绕纵轴扭转，是十字形双轴对称截面可能发生的失稳形式；
（3）弯扭失稳——单轴对称截面绕对称轴屈曲时，杆件发生弯曲变形的同时必然伴随着扭转。
力学缺陷对轴心受压构件弯曲屈曲的影响
几何缺陷：初弯曲、初偏心等；

力学缺陷：残余应力、材料不均匀等。

§4.4 实际轴心受压构件的整体稳定
4.1 实际轴心受压构件的稳定承载力计算方法
规范将曲线分成四组，也就是将分布带分成四个窄带，取每组的平均值曲线作为该组代表曲线，给出a、b、c、d四条柱子曲线
实际轴心受压构件受残余应力、初弯曲、初偏心的影响，且影响程度还因截面形状、尺寸和屈曲方向而不同，因此每个实际构件都有各自的柱子曲线。

4.4.2 实际轴心受压构件的整体稳定计算

式中：N——轴心压力设计值；A——构件毛截面面积j——轴心受压构件整体稳定系数；与截面类型、构件长细比l、所用钢种有关。ƒ——材料设计强度。
§4.5 轴心受压实腹构件的局部稳定
在外压力作用下，截面的某些部分（板件），不能继续维持平面平衡状态而产生凸曲现象，称为局部失稳。局部失稳会降低构件的承载力。
2 轴心受压构件局部稳定的计算方法
我国钢结构设计规范用限制板件宽厚比的方法来实现局部稳定的设计准则。
实腹式轴心受压构件的板件应满足 ：

翼缘

腹板
腹板

§4.6 实腹式轴心受压构件的截面设计
1 截面设计原则
等稳定性原则：由于支承条件及截面形式不同、绕不同轴的杆件屈曲临界力是不同的，即 ，不经济，因此应想办法使它们相近，实际上，若达到，就基本上达到了等稳定。
宽肢薄壁 制造省工 连接方便
2. 截面选择
（1）确定所需的截面面积。假定长细比l 根据l及截面分类查得j 值，按下式计算所需的截面面积A。

（2）求截面两个主轴方向所需的回转半径

对于型钢截面，根据A、ix、iy查型钢表，可选择型钢的型号（附录8）。对于焊接组合截面，根据截面的回转半径求截面轮廓尺寸，即求高度h和宽度b 。（查P394附录5）

（3）确定截面各板件尺寸
对于焊接组合截面，由 A 和 h、b ，根据构造要求、局部稳定和钢材规格等条件，确定截面所有其余尺寸。
h0和b宜取10mm的倍数，t和tw宜取2mm的倍数且应符合钢板规格，tw应比t小，但一般不小于4mm。
3 截面验算
（1）强度验算：
N —— 轴心压力设计值；
        An—— 压杆的净截面面积；
        f —— 钢材抗压强度设计值。
（2）刚度验算

（3）整体稳定验算

（4）局部稳定验算

翼缘

腹板
腹板

§4.7 格构式轴心受压构件

构件由缀材和柱肢组成，穿过柱肢板的轴为实轴，穿过缀材平面的轴为虚轴。
——换算长细比；
——两个柱腹主面积
——两根缀条的截面面积。
则两肢缀条柱的换算长细比为：
缀板柱换算长细比为：
其中为单肢对自身轴的长细比。为保证单肢不先于整体失稳，要求：
≤40，且≤0.5及＞25
四、截面设计
1. 截面选择
(1) 按实轴（设为y轴）整体稳定条件选择截面尺寸
假定长细比l ，一般在60～100范围内，当轴力大而计算长度l0y小时，l取较小值，反之取较大值。根据ly及钢号和截面分类查得j 值，按下式计算所需的截面面积A。

b=iy/a1
选型钢
(2)按虚轴（设为x轴）与实轴等稳定原则确定两肢间距
l0x = ly
2. 截面验算
整体稳定验算

第5章 受弯构件
基本要求：
1.理解受弯构件的工作性能
2.掌握受弯构件的强度和刚度的计算方法；
3.了解受弯构件整体稳定和局部稳定的基本概念，
4.理解梁整体稳定的计算原理以及提高整体稳定性的措施；
§5.1 概述

§5．2梁的强度计算
一．弯曲正应力

1．弹性设计（动力荷载）
≤
2．塑性设计：（静荷或间接动荷）
≤
其中，——截面塑性发展系数。
按塑性设计实际上是容许截面发展一部分塑性，但必须限制其发展，以免影响正常使用，一般发展区域为—,根据截面形式决定塑性发展程度，主要控制塑性发展过程中截面有无突然变化。
2.弯曲剪应力计算
≤
V ——y轴平面内剪力
S ——一半毛截面对中和轴的面积矩
I ——毛截面惯性矩
——腹板厚度
三．局部压应力

对于固定集中荷载处无支承加劲肋或有移动集中荷载，应验算局部压应力：
≤

F——集中力（考虑动力因数）
——集中荷载增大因数，重级工作制吊车为1.35，其他为1.0。
——自吊车梁轨顶至腹板的计算高度边缘的距离。
腹板的计算高度的规定：
1．轧制型钢，两内孤起点间距
2．焊接组合截面，为腹板高度
3．铆接时为铆钉间最近距离
四．折算应力
≤
，
应带各自符号，拉为正。
——净截面惯性矩
——计算点至中和轴距离。
——计算折算应力的设计值增大因数。
异号时，＝1.2
同号时或＝0，=1.1
原因：1．只有局部某点达到塑性
2．异号力场有利于塑性发展——提高设计强度
§5．3梁的整体稳定
一． 梁失稳的现象：侧向弯曲，伴随扭转——出平面弯扭屈曲。
四．影响因素：
1．荷载种类
2．荷载作用位置
3．侧向抗弯刚度
4．抗扭刚度
5．侧向支承点间距。
6．梁的支承情况
五．提高梁整体稳定性的措施：
1．提高侧向抗弯刚度。（增大b）
2．提高抗扭刚度（增大b同样可以）
3．最有效的办法——加侧向支承，减小侧向支承点间距。支承加在受压翼缘有作
用；满铺屋面板焊牢则不失稳。
8．从概念出发，当≥1时，不发生失稳现象，主要决定于值。

§5．4梁的局部稳定
为了提高梁的承载能力，节省材料，要尽可能选用较薄的板件，以使截面开展。受弯构件在荷载作用下，当荷载达到某一值时，梁的腹板和受压翼缘将不能保持平衡状态，发生出平面波形鼓曲，称为梁的局部失稳。
局部失稳的后果：
恶化工作条件，降低构件的承载能力，动力荷载作用下易引起疲劳破坏。
此外还可能因为梁刚度不足，影响梁的整体稳定；挠度过大，影响正常使用；钢结构表面锈蚀严重，耐久性差。
1. 与所受应力、支承情况和板的长宽比（a/b）有关，与板的宽厚比（b/t）的平方成反比。
2. 减小板宽可有效地提高，而减小板长的效果不大。
3.与钢材强度无关，采用高强度钢材并不能提高板的局部稳定性能。
梁腹板受力复杂，厚度较小，主要承受剪力，采用加大板厚的方法来保证腹板的局部稳定不经济，也不合理。一般采用加劲肋的方法来减小板件尺寸，防止腹板屈曲。从而提高局部稳定承载力。
纵向加劲肋

横向加劲肋主要防止剪应力和局部压应力作用下的腹板失稳；
纵向加劲肋主要防止弯曲压应力可能引起的腹板失稳；
短加劲肋 主要防止局部压应力下的腹板失稳。
横向加劲肋

短加劲肋

5.腹板在几种应力联合作用下的屈曲
（1） 横向加劲肋加强的腹板

h0

a

（2）同时设置横向和纵向加劲肋加强的腹板
1）受压区区格Ⅰ ： h1

a

h１

Ⅰ

h２

Ⅱ

３)受压翼缘和纵向加劲肋间设有短加劲肋的区格板
a1

a

h１

h２

h1

①

②

③

§5.2 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。
5.2.1 梁的截面选择
1.型钢梁截面
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；
gx——截面对x轴的有限塑性发展系数；
f ——钢材抗弯设计强度 ；
使其抵抗矩不小于计算所需值的95%即可
验算梁的弯曲应力，局部压应力，整体稳定和刚度。一般型钢梁可不验算折算应力，也可不验算剪应力。
5.2.2 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。

(1) 正应力

(2) 剪应力

(3) 局部压应力

(4) 折算应力

2.刚度验算：
　u≤[u]
u——标准荷载下梁的最大挠度
[u]——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。
均布荷载下等截面简支梁

集中荷载下等截面简支梁

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。
4.局部稳定验算：
腹板加劲肋的布置和设计

第6章压弯杆件
平面内稳定
第一极 强度 整体稳定 平面外稳定
限状态： 稳定 实腹式 局部稳定
格构式 弯矩作用在实轴上
弯矩作用在虚轴上

二． 拉弯和压弯构件
的截面形式

第5章 受弯构件的计算原理

第9章 单层厂房钢结构
1．支撑体系（屋盖支撑，柱间支撑）
2．屋盖：屋架、支撑（上、下横向弦水平支撑 ，纵向水平支撑，垂直支撑，系杆）、 檩条（屋面板）、天窗。
屋盖结构布置
有檩体系、无檩体系
无檩（上铺大型屋面板）：有6m、12m两种。其优点是横向刚度大，整体性好，构造简单，施工快；自重大，抗震不如有檩。
有檩：重量轻，用料省，轻便，便于运输、安装；但构件数量多，型号多，构造复杂，吊装次数多，横向刚度差。
§9．3 厂房结构的支撑体系
一．屋盖支撑
1．分类：上、下弦横向水平支撑，下弦纵向水平支撑，垂直支撑和系杆。
2．作用：
（1）保证钢屋盖的空间稳定性——形成几何不可变体系。

（2）保证屋架受压上弦平面外稳定，同时减小下弦的受迫震动。
（3）承受和传递纵向水平力：有作用于山墙的风荷载，悬挂吊车纵向刹车力及安装使用过程中的其他纵向力（如地震力）。纵向水平支撑将力传给柱间支撑最后传到基础。
（4）增加厂房的整体刚度。
1．作用：
（1）保证厂房纵向刚度；
（2）承受纵向荷载传递至基础；
（3）为框架柱提供平面外支撑，减小平面外计算长度。
3．截面形式和选择
（1）形式
截面形式：原则——等稳定
通常选用双角钢组成Ｔ字形截面，前面已经确定了各杆件的平面内及平面外的长细比，通过等稳定原则，可以确定各杆件的截面形式，有时为了解决构造问题，再进行必要调整，如下弦杆为了连接支撑，采用不等肢角钢短肢相并，端竖杆，应用不等肢角钢长肢相并，为了连接垂直支撑，通常用等肢角钢，