第六章受彎構(gòu)件

1、第六章 受彎構(gòu)件6-1 受彎構(gòu)件的形式和應(yīng)用受彎構(gòu)件(flexural members) 指承受橫向荷載和彎矩的構(gòu)件如果構(gòu)件中的彎矩不均勻分布，那么構(gòu)件中還存在剪力其形式有實(shí)腹式和格構(gòu)式兩個(gè)系列，實(shí)腹式成為梁(beams) ，格構(gòu)式成為桁架（truss）只在一個(gè)主平面內(nèi)受彎，稱為單向受彎構(gòu)件，在兩個(gè)主平面內(nèi)同時(shí)受彎，稱為雙向受彎構(gòu)件保證截面的抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度外還要保證構(gòu)件的整體穩(wěn)定性和受壓翼緣板件的局部穩(wěn)定要求 梁截面形式n6.1.1 實(shí)腹式受彎構(gòu)件梁（ beams ）梁還可分為：簡(jiǎn)支梁連續(xù)梁懸伸梁根據(jù)主梁與次梁的排列情況，梁格可分為：a單向梁格 b雙向梁格 c復(fù)式梁格與梁相比，弦桿代替梁翼

2、緣，腹桿代替梁腹板上下弦桿受軸心拉壓作用抵抗彎矩，腹桿受軸心拉呀作用承受剪力形式包括：簡(jiǎn)支梁式、剛架橫梁式、連續(xù)式、伸臂式、懸臂式n6.1.2 格構(gòu)式受彎構(gòu)件桁架（truss）n考慮兩種極限狀態(tài)：第一極限狀態(tài)（承載力極限狀態(tài)） 梁的強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定第二極限狀態(tài)（正常使用極限狀態(tài)） 梁的剛度（撓度驗(yàn)算）6-2 梁的強(qiáng)度和剛度梁的強(qiáng)度分為：抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、局部承壓強(qiáng)度、復(fù)雜應(yīng)力作用下的強(qiáng)度n6.2.1 梁的強(qiáng)度v 梁的抗彎強(qiáng)度n三個(gè)階段：彈性階段：正應(yīng)力為直線分布，梁最外邊緣正應(yīng)力不超過屈服點(diǎn)，其最大彎矩為：彈塑性階段：梁邊緣出現(xiàn)塑性，應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)，而中和軸附近材料仍處

3、于彈性塑性階段 ：梁全截面進(jìn)入塑性，應(yīng)力均等于屈服點(diǎn)，形成塑性鉸，達(dá)到梁承載極限（塑性鉸彎矩） =Mxe/Wnxfy（6.1）12xpynnypnxMfSSf W（6.2）n塑性鉸彎矩Mxp與彈性最大彎矩Mxe之比F(截面形狀系數(shù))：n截面塑性發(fā)展系數(shù)：考慮限制利用塑性，塑性發(fā)展深度a0.125hxppnxFxenxMWMW（6.3）p梁抗彎強(qiáng)度計(jì)算公式：?jiǎn)蜗蚴軓潱▋HMx作用下）雙向受彎（Mx 、My共同作用下）（6.4）（6.5）v 梁的抗剪強(qiáng)度p梁抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式：（6.7）式中： V 計(jì)算截面的剪力； S 計(jì)算剪應(yīng)力處以上毛截面對(duì)中和軸的面積矩； I 毛截面慣性矩； tw腹

4、板厚度； fv 鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值梁上翼緣受到沿腹板平面作用的集中荷載且該荷載處又未設(shè)置支承加勁肋時(shí)，計(jì)算腹板計(jì)算高度上翼緣的局部承壓強(qiáng)度假設(shè)局部壓應(yīng)力在荷載作用點(diǎn)以下的hR（吊車軌道高度）高度范圍內(nèi)以45度角擴(kuò)散，在hy高度范圍內(nèi)以1：2.5的比例擴(kuò)散v 梁的局部承壓強(qiáng)度p梁局部承壓計(jì)算公式： （6.8）不滿足時(shí)加支承加勁肋加強(qiáng)n在組合梁腹板計(jì)算高度邊緣處同時(shí)受有較大的正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力，或同時(shí)受有較大的正應(yīng)力和剪應(yīng)力，需驗(yàn)算折算應(yīng)力 v 梁在復(fù)雜應(yīng)力作用下的強(qiáng)度計(jì)算（6.9） 、 、 腹板計(jì)算高度邊緣同一點(diǎn)上同時(shí)產(chǎn)生的正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力，其中正

5、應(yīng)力： In 梁凈截面慣性矩； y1 所計(jì)算點(diǎn)至梁中和軸的距離； 計(jì)算折算應(yīng)力的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)當(dāng) 、 異號(hào)時(shí)， 1.2； 當(dāng) 與 同號(hào)或 時(shí)， 1.1； 、 以拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)p梁的剛度用標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的撓度大小來度量p梁的剛度可按下式驗(yàn)算： n6.2.2 梁的剛度（6.7）式中：-由荷載的標(biāo)準(zhǔn)值（不考慮荷載的分項(xiàng)系數(shù)和動(dòng)力系數(shù)）引起的梁中最大撓度； - 梁的容許撓度值一般情況下可參照附表2.1采用，當(dāng)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或有特殊要求時(shí)，可根據(jù)不影響正常使用和觀感的原則p梁撓度近似驗(yàn)算公式： 1311025kxxxxvM lIIvlEIIl 325538448810kkkxxxvq lq ll

6、M lvlEIEIEIl（6.12）（6.13）對(duì)等截面簡(jiǎn)支梁：對(duì)變截面簡(jiǎn)支梁：式中：qk均布線荷載標(biāo)準(zhǔn)值； Mk荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的最大彎矩； Ix跨中毛截面慣性矩； Ix1支座附近毛截面慣性矩；p梁從平面彎曲狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺澟顟B(tài)的現(xiàn)象稱為整體失穩(wěn)，也稱彎曲失穩(wěn) p能保持整體穩(wěn)定的最大荷載稱臨界荷載，最大彎矩稱臨界彎矩 6-3 梁的整體穩(wěn)定和支撐n6.3.1 梁整體穩(wěn)定的概念p雙軸對(duì)稱工字形截面簡(jiǎn)支梁臨界彎矩和臨界應(yīng)力：1ytcrEI GIMl1ytcrcrxxEI GIMWlW（6.15）（6.14）式中：Iy梁對(duì)y軸（弱軸）毛截面慣性矩 It梁毛截面扭轉(zhuǎn)慣性矩 l1梁受壓翼緣的自由長(zhǎng)度 Wx梁

7、對(duì)x軸的毛截面模量 E、G鋼材彈性模量和剪變模量 梁側(cè)扭屈曲系數(shù)值取法：其中:值p臨界彎矩規(guī)律：梁的側(cè)向抗彎剛度 EIy、抗扭剛度GIt，則臨界彎矩Mcr愈大梁的跨度 l1（或側(cè)向支承點(diǎn)的間距）愈小，則臨界彎矩愈大荷載作用于下翼緣比作用于上翼緣的臨界彎矩Mcr大 p當(dāng)符合下列情況之一時(shí)，梁整體穩(wěn)定可以得到保證，不必計(jì)算有剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上，并與其牢固連接，能阻止梁受壓翼緣的側(cè)向位移時(shí)；n6.3.2 梁整體穩(wěn)定的保證鋼號(hào) 跨中無側(cè)向支承點(diǎn)的梁 跨中有側(cè)向支承點(diǎn)的梁 不論荷載作用在何處 荷載作用在上翼緣 荷載作用在下翼緣 Q235鋼 13 20 16 Q345鋼 11 17 13 Q39

8、0鋼 10 16 12 工字形截面簡(jiǎn)支梁受壓翼緣的自由長(zhǎng)度l1與其寬度b1之比不超過表中規(guī)定的數(shù)值時(shí)；箱形截面簡(jiǎn)支梁，其截面尺寸滿足h/b06，且l1/b095（235/fy）時(shí)；p最大剛度主平面內(nèi)受彎的梁整體穩(wěn)定性驗(yàn)算公式： n6.3.3 梁整體穩(wěn)定的計(jì)算方法（6.16）式中： Mx繞強(qiáng)軸作用的最大彎矩； Wx按受壓翼緣確定的梁毛截面模量； 梁的整體穩(wěn)定系數(shù)p純彎曲雙軸對(duì)稱焊接工字形截面簡(jiǎn)支梁整體穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算公式：（6.18）p焊接工字形截面整體穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算通式：b梁整體穩(wěn)定等效彎矩系數(shù)b截面不對(duì)稱影響系數(shù)詳見附錄3p當(dāng)fb0.6時(shí)，梁進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，需對(duì)進(jìn)行修正，考慮鋼材彈塑性對(duì)整體穩(wěn)定的

9、影響：p其他類型梁整體穩(wěn)定系數(shù)fb計(jì)算詳見附錄3 包括：軋制工字型截面、軋制H型截面、軋制槽鋼截面、雙軸對(duì)稱工字型截面（6.19）p增強(qiáng)梁整體穩(wěn)定的措施增大梁截面尺寸，其中增大受壓翼緣的寬度是最為有效的；增加受壓翼緣側(cè)向支撐系統(tǒng)，減小構(gòu)件側(cè)向支承點(diǎn)間的距離l1；當(dāng)梁跨內(nèi)無法增設(shè)側(cè)向支撐時(shí)，宜采用Iy、It和I均較大的閉合箱型截面； 增加梁兩端的約束提高其穩(wěn)定承載力 p板件寬而薄對(duì)整體穩(wěn)定是有利。但存在局部穩(wěn)定（local buckling）問題p局部失穩(wěn)：在壓應(yīng)力和剪應(yīng)力作用的腹板區(qū)及受壓翼緣有可能偏離其正常位置而形成波形屈曲的現(xiàn)象p熱軋型鋼板件寬厚比較小，滿足局部穩(wěn)定的要求，不需要進(jìn)行驗(yàn)算，

10、主要需驗(yàn)算組合梁中的翼緣和腹板局部穩(wěn)定6-4 梁的局部穩(wěn)定和腹板加勁肋設(shè)計(jì)p為充分發(fā)揮材料強(qiáng)度，需使梁翼緣喪失穩(wěn)定時(shí)的臨界應(yīng)力不低于鋼材屈服點(diǎn)，故采用一定厚度的鋼板使翼緣不喪失穩(wěn)定；p保證梁受壓翼緣板的穩(wěn)定性一般采用限值寬厚比的方法n6.4.1 受壓翼緣的局部穩(wěn)定p翼緣板寬厚比限值規(guī)定：工字型截面翼緣寬厚比限值： 當(dāng)梁在繞強(qiáng)軸彎距Mx作用下的強(qiáng)度按彈性設(shè)計(jì)（即取gx1.0）時(shí)：（6.24）（6.25）箱型截面兩腹板之間翼緣寬厚比限值：（6.26）p理論分析結(jié)果當(dāng) 時(shí)，腹板在彎曲應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部壓應(yīng)力的單獨(dú)作用下均不會(huì)失穩(wěn)；當(dāng) 時(shí)，腹板在彎曲應(yīng)力的單獨(dú)作應(yīng)下不會(huì)失穩(wěn)，但在剪應(yīng)力、局部壓應(yīng)力單獨(dú)

11、作用下有可能失穩(wěn)； 當(dāng) 時(shí)，腹板在彎曲應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部應(yīng)力的單獨(dú)作用下都可能失穩(wěn)； n6.4.2 腹板的局部穩(wěn)定p規(guī)范規(guī)定：當(dāng) 時(shí)， 宜按構(gòu)造配置橫向加勁肋；當(dāng) 時(shí)，應(yīng)配置橫向加勁肋，并計(jì)算橫向加勁肋的間距或計(jì)算腹板的局部穩(wěn)定性； 承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載的組合梁，一般考慮腹板屈曲后強(qiáng)度，另行布置加勁肋及計(jì)算；直接承受動(dòng)力荷載的梁，按下列規(guī)范規(guī)定布置加勁肋并計(jì)算橫向加勁肋當(dāng) 時(shí)，應(yīng)配置橫向加勁肋和在受壓區(qū)配置縱向加勁肋，必要時(shí)尚應(yīng)在受壓區(qū)配置短加勁肋，并均應(yīng)計(jì)算加勁肋間距或計(jì)算腹板的局部穩(wěn)定性 梁支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處，宜設(shè)置支承加勁肋，并應(yīng)計(jì)算支承加勁肋的穩(wěn)定性 1橫向

12、加勁肋2縱向加勁肋3短加勁肋焊接吊車梁應(yīng)盡量避免布置縱向加勁肋和短加勁肋橫向加勁肋主要防止由剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力可能引起的腹板失穩(wěn)縱向加勁肋主要防止由彎曲壓應(yīng)力可能引起的腹板失穩(wěn)短加勁肋主要防止由局部壓應(yīng)力可能引起的腹板失穩(wěn)腹板各區(qū)格穩(wěn)定計(jì)算式：v 僅用橫向加勁肋的腹板局部穩(wěn)定性計(jì)算（6.27）式中：s區(qū)格內(nèi)由平均彎距產(chǎn)生的腹板計(jì)算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力； t區(qū)格內(nèi)由平均剪力產(chǎn)生的腹板平均剪應(yīng)力tV/(hwtw)； sc腹板邊緣的局部壓應(yīng)力 ； scr 、sc,cr、t cr分別在s、sc、t單獨(dú)作用下板的臨界應(yīng)力Yscr的計(jì)算腹板彎曲通用高厚比lb：受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到完全約束時(shí)：受壓

13、翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束：（6.28a）（6.28b）（6.29a）（6.29b）（6.29c）Ytcr的計(jì)算腹板受剪通用高厚比ls：a/h01.0時(shí)：（6.30a）（6.30b）（6.31a）（6.31b）（6.31c）a/h01.0時(shí)：Ysc,cr的計(jì)算腹板局部受壓通用高厚比lc：0.5 a/h01.5時(shí)：（6.32a）（6.32b）（6.33a）（6.33b）（6.33c）1.5 a/h02時(shí)：受壓翼緣與縱向加勁肋之間高度h1 1區(qū)格穩(wěn)定計(jì)算式：v 同時(shí)用橫向加勁肋和縱向加勁肋加強(qiáng)的腹板局部穩(wěn)定性計(jì)算（6.34）式中：s區(qū)格內(nèi)由平均彎距產(chǎn)生的腹板計(jì)算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力； t區(qū)格

14、內(nèi)由平均剪力產(chǎn)生的腹板平均剪應(yīng)力tV/(hwtw)； sc腹板邊緣的局部壓應(yīng)力 ； scr1 、sc,cr1、t cr1分別在s、sc、t單獨(dú)作用下板的臨界應(yīng)力Yscr1的計(jì)算受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到完全約束時(shí)：受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束：（6.35a）（6.35b）scr1cr1的計(jì)算用lb1代替lb按式（6.29）計(jì)算（6.29a）（6.29b）（6.29c）Ytcr1的計(jì)算a/h11.0時(shí)：（6.30a）（6.30b）（6.31a）（6.31b）（6.31c）a/h11.0時(shí)：tcr1cr1的計(jì)算用h1代替h0按式（6.31）計(jì)算sc,cr1的計(jì)算用lc1代替lb按式（6.29）計(jì)算Ysc,cr1的

15、計(jì)算受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到完全約束時(shí)lc1 ：受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束lc1 ：（6.36a）（6.36b）（6.29a）（6.29b）（6.29c）受拉翼緣與縱向加勁肋之間高度h2區(qū)格穩(wěn)定計(jì)算式：（6.37）式中：s2區(qū)格內(nèi)由平均彎距產(chǎn)生的在縱向肋邊緣的彎曲壓應(yīng)力； sc2縱向肋處腹板橫向壓應(yīng)力取sc20.3sc； t同式（6.27），區(qū)格內(nèi)由平均剪力產(chǎn)生的腹板平均剪應(yīng)力tV/(hwtw)； scr2 、sc,cr2、t cr2分別在s、sc、t單獨(dú)作用下板的臨界應(yīng)力Yscr2的計(jì)算（6.38）scr2cr2的計(jì)算用lb2代替lb按式（6.29）計(jì)算（6.29a）（6.29b）（6.29c）Ytcr

16、2的計(jì)算a/h21.0時(shí)：（6.30a）（6.30b）（6.31a）（6.31b）（6.31c）a/h21.0時(shí)：tcrcr2的計(jì)算用h2代替h0按式（6.30）、（6.31）計(jì)算Ysc,cr2的計(jì)算0.5 a/h21.5時(shí)：（6.32a）（6.32b）（6.33a）（6.33b）（6.33c）1.5 a/h22時(shí)：sc,crcr2的計(jì)算用h2代替h0按式（6.32）、（6.33）計(jì)算當(dāng)a/h22時(shí)取a/h22受壓翼緣與縱向加勁肋之間設(shè)有短加勁肋區(qū)格的穩(wěn)定計(jì)算式：（6.34）按式（6.34）計(jì)算式中：s區(qū)格內(nèi)由平均彎距產(chǎn)生的腹板計(jì)算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力； t區(qū)格內(nèi)由平均剪力產(chǎn)生的腹板平均剪應(yīng)力

17、tV/(hwtw)； sc腹板邊緣的局部壓應(yīng)力 ； scr1 、sc,cr1、t cr1分別在s、sc、t單獨(dú)作用下板的臨界應(yīng)力Yscr1的計(jì)算受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到完全約束時(shí)：受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束：（6.35a）（6.35b）scr1cr1的計(jì)算用lb1代替lb按式（6.29）計(jì)算（6.29a）（6.29b）（6.29c）按無短加勁肋時(shí)取值：Ytcr1的計(jì)算a0/h11.0時(shí)：（6.30a）（6.30b）（6.31a）（6.31b）（6.31c）a0/h11.0時(shí)：分別用h1和a1代替h0和a0計(jì)算按式（6.30）、（6.31）計(jì)算：用lc1代替l0Ysc,cr1的計(jì)算受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到完全約束時(shí)

18、lc1 ：受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束lc1 ：（6.39a）（6.39b）（6.29a）（6.29b）（6.29c）按式（6.29）計(jì)算：對(duì)a1/h11.2的區(qū)格：a1/h11.2的區(qū)格：式（6.39）右側(cè)乘以：p間距a最小為0.5h0，最大2h0為（對(duì)無局部壓壓應(yīng)力的梁當(dāng)h0/tw100時(shí)，可取2.5h0）p雙側(cè)布置時(shí)，外伸寬度滿足： ，單側(cè)布置時(shí)應(yīng)增大20p加勁肋厚度ts滿足：n6.4.3 加勁肋的構(gòu)造和截面尺寸（6.40）p由橫向和縱向加勁肋共同加強(qiáng)的腹板，在縱橫向加勁肋相交處應(yīng)使橫向加勁肋保持連續(xù)p由橫向和縱向加勁肋共同加強(qiáng)的腹板，橫向加勁肋對(duì)z-z軸截面慣性矩應(yīng)滿足：（6.41）p縱向加

19、勁肋對(duì)y-y軸截面慣性矩應(yīng)滿足：當(dāng) 時(shí)當(dāng) 時(shí)（6.42a）（6.42b）p對(duì)于大型梁，可采用以肢間焊于腹板的角鋼加勁肋，其截面慣性矩不得小于相應(yīng)鋼板加勁肋的慣性矩p焊接梁的橫向加勁肋于翼緣連接處，應(yīng)做成切角，其寬度約為bs/3（但不大于40mm），高約為bs/2(但不大于60mm),bs為加勁肋的寬度 p直接承受動(dòng)力荷載梁橫向加勁肋的上端應(yīng)與上翼緣刨平頂緊（當(dāng)為焊接吊車梁時(shí)，應(yīng)焊牢），中間橫向加勁肋的下端不應(yīng)與受拉翼緣焊牢，一般在距受拉翼緣50100mm處斷開；為了提高梁的抗扭剛度，也可另加短角鋼與加勁肋下端焊牢抵緊于受拉翼緣而不焊： 橫向加勁肋與上下翼緣焊牢能增加梁的抗扭剛度，但會(huì)降低疲勞強(qiáng)

20、度p支承加勁肋指承受固定集中荷載或支座反力的橫向加勁肋：腹板兩側(cè)成對(duì)布置p在支座反力或集中荷載作用下，進(jìn)行支承加勁肋整體穩(wěn)定和端面承壓計(jì)算：將加勁肋及其附近部分腹板截面視為軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算 n6.4.4 支承加勁肋的計(jì)算p穩(wěn)定性計(jì)算：按軸心壓桿計(jì)算支承加勁肋在腹板平面外的整體穩(wěn)定 截面包括加勁肋以及每側(cè)各 范圍內(nèi)的腹板面積，計(jì)算長(zhǎng)度近似取為h0整體穩(wěn)定系數(shù) 由 查表得到，截面類型：b類、c類p端面承壓應(yīng)力計(jì)算：當(dāng)支承加勁肋端部刨平頂緊于梁翼緣或柱頂時(shí)，其端面承壓應(yīng)力按下式計(jì)算： （6.43）式中: 端面承壓面積，即支承加勁肋與翼緣板或柱頂接觸面的面積； 鋼材的端面承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值突端加勁肋的

21、伸出長(zhǎng)度不得大于其厚度的二倍 p支承加勁肋與腹板的連接焊縫按承受全部集中力或支反力進(jìn)行計(jì)算：計(jì)算時(shí)假定應(yīng)力沿焊縫長(zhǎng)度均勻分布p側(cè)邊有支承的薄板，在失去局部穩(wěn)定之后，仍可繼續(xù)承擔(dān)更大的荷載，將板局部屈曲后側(cè)邊纖維達(dá)屈服時(shí)的荷載作為板的極限承載力，稱為薄板的屈曲后強(qiáng)度(postbuckling strength) 6-5 考慮腹板屈曲后強(qiáng)度的梁設(shè)計(jì)p承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載的組合梁，其腹板宜考慮屈曲后強(qiáng)度p考慮屈曲后強(qiáng)度可僅在支座處和固定荷載處設(shè)置支承加勁肋，或尚有中間橫向加勁肋，其高厚比小于250時(shí)均不必設(shè)置縱向加勁肋p腹板受剪通用高厚比ls：a/h01.0時(shí)：（6.45a）（6.45b）

22、a/h01.0時(shí)：n6.5.1 腹板屈曲后的抗剪承載力Vup抗剪承載力設(shè)計(jì)值Vu計(jì)算公式：（6.44a）（6.44b）（6.44c）p由于彎距作用下腹板受壓區(qū)屈服，使梁抗彎承載力有所下降p我國(guó)規(guī)范采用近似計(jì)算公式計(jì)算梁抗彎承載力n6.5.2 腹板屈曲后的抗彎承載力Mup腹板有效截面為受拉區(qū)和受壓區(qū)中部均扣去(1-r)hc：2312 1122cxexc wxc whIIh tIh t則，梁截面慣性矩：梁截面模量折減系數(shù)為：3112c wxexeexxxh tWIWII （6.46）p有效高度系數(shù)r：以彎曲通用高厚比lb為參考：受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到完全約束時(shí)：受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束：（6.28a）（6

23、.28b）（6.48a）（6.48b）（6.48c） p梁抗彎承載力設(shè)計(jì)值為：euxxxMW f （6.47）p承受彎距和剪力的共同作用：剪力V和彎距M無量綱化相關(guān)關(guān)系n6.5.3 考慮腹板屈曲后強(qiáng)度的梁的計(jì)算式p剪力、彎距聯(lián)合作用梁計(jì)算式：M/Mf1.0時(shí)：V/Vu0.5時(shí)：其他情況：uVVuMM（6.49a）（6.49b）（6.49c）式中Mf梁兩翼緣所承擔(dān)的彎距設(shè)計(jì)值：雙軸對(duì)稱截面梁：?jiǎn)屋S對(duì)稱截面梁：fffMAhf211222fffhMAA hhp當(dāng)不滿足式（6.49）時(shí)需成對(duì)布置中間橫向加勁肋，間距一般為（12）h0p橫向加勁肋必須兩側(cè)成對(duì)布置，截面尺寸滿足：n6.5.3 考慮腹板屈曲

24、后強(qiáng)度的梁的加勁肋設(shè)計(jì)特點(diǎn)（6.40）p中間橫向加勁肋按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)： 所受軸心力按下式計(jì)算（6.50）Vu按式（6.44）計(jì)算tcr按式（6.31）計(jì)算F為作用于加勁肋處的集中荷載p當(dāng)ls0.8時(shí)，支座加勁肋除承受支座反力R外，還承受張力場(chǎng)斜向拉力的水平分力Ht（6.51）Ht作用點(diǎn)取為距上翼緣h0/4處a取支座端區(qū)格加勁肋間距梁外延端部加設(shè)封頭板p計(jì)算方法：將封頭板與支座加勁肋之間視為簡(jiǎn)支于梁上下翼緣的豎向壓彎構(gòu)件計(jì)算其強(qiáng)度和穩(wěn)定將支座加勁肋按承受支座反力R的軸心壓桿計(jì)算（同支承加勁肋），封頭板截面積不小于Ac：e為支座加勁肋與封頭板的距離p梁端構(gòu)造另一方案： 縮小支座加勁肋和第一道中

25、間加勁肋的距離a1，使范圍內(nèi)tcrfv（即ls0.8），則不利用端節(jié)間腹板屈曲后強(qiáng)度，不會(huì)受到Ht的作用p先估計(jì)假定整體穩(wěn)定系數(shù)fbp根據(jù)梁抗彎強(qiáng)度或整體穩(wěn)定求出需要的截面模量 6-6 型鋼梁的設(shè)計(jì)n6.6.1 單向彎曲型鋼p驗(yàn)算：僅需驗(yàn)算剛度（撓度）和局部壓應(yīng)力較大集中荷載或支座反力處驗(yàn)算局部壓應(yīng)力翼緣和腹板較大，不必驗(yàn)算局部穩(wěn)定；端部無大的削弱時(shí)，不必驗(yàn)算剪應(yīng)力；s!例例6.1 一塊一平臺(tái)梁,梁格布置如下圖所示。次梁支于主梁上面，平臺(tái)板與次梁翼緣焊接牢。次梁承受板和面層自重標(biāo)準(zhǔn)值為3.0KN/m2（荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2，未包括次梁自重），活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為12KN/m2（荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4，

26、靜力作用）。次梁采用軋制工字鋼，鋼材Q235，焊條E43 型，試選擇次梁截面，并進(jìn)行截面及剛度驗(yàn)算。分析：分析：（1）選擇型鋼梁的截面時(shí)，應(yīng)先根據(jù)梁的最大彎矩計(jì)算所要求的截面抵抗彎矩Wnx ，由Wnx在型鋼表中選擇截面，要求所選擇的截面抵抗彎矩WxWnx，則梁的抗彎強(qiáng)度必然滿足。（2）在計(jì)算荷載及內(nèi)力時(shí)，應(yīng)注意區(qū)分計(jì)算內(nèi)容是強(qiáng)度驗(yàn)算或剛度驗(yàn)算。強(qiáng)度驗(yàn)算屬于第一極限狀態(tài)問題，荷載應(yīng)采用設(shè)計(jì)值；剛度驗(yàn)算屬于第二極限狀態(tài)問題，荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值。（3）在選擇截面以前，給定荷載中未包含梁的自重，有兩種方法處理：一種是先假設(shè)梁的自重值；一種是先不考慮梁的自重。選擇截面后，再用選擇梁截面的自重與假設(shè)自重值比

27、較，或加上梁的自重設(shè)計(jì)值，進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。（4）梁的強(qiáng)度驗(yàn)算中，本應(yīng)包含抗彎、抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算?？箯潖?qiáng)度驗(yàn)算中,應(yīng)考慮截面部分發(fā)展塑性的截面塑性發(fā)展系數(shù)。因軋制工字形鋼腹板較厚，抗彎強(qiáng)度一般可以不必驗(yàn)算，只在支座截面受削弱時(shí)才需驗(yàn)算抗剪強(qiáng)度。Y解：1荷載及內(nèi)力計(jì)算 次梁承受3m 范圍的均布荷載，初設(shè)次梁自重為0.7KN/m，則次梁所受荷載設(shè)計(jì)值q 為 跨中截面： 支座截面： 2初選截面 計(jì)算要求的Wnx， （查相關(guān)表，gx=1.05） 選截面：查型鋼表知，選用I36a。 單位長(zhǎng)度重量為59.9kg/m，則其自重為： 59.9kg/m9.81N/kg0.59kN/m0.7kN/m3強(qiáng)度驗(yàn)算 正應(yīng)力：

28、因所選型鋼的Wx875103mm3大于要求的859103mm3，抗彎強(qiáng)度一定能滿足，因型鋼腹板較厚，腹板抗剪強(qiáng)度也能滿足。4剛度驗(yàn)算 荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 跨中撓度： 剛度滿足要求。p承受兩個(gè)主平面方向荷載p驗(yàn)算抗彎強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、撓度、局部承壓強(qiáng)度（較大集中荷載或支座反力處）等p不必驗(yàn)算剪應(yīng)力和局部穩(wěn)定n6.6.2 雙向彎曲型鋼梁p雙向彎曲(受Mx和My共同作用)梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算公式：（6.5）p雙向彎曲(受Mx和My共同作用)梁的整體穩(wěn)定計(jì)算公式：（6.52）近似公式：1xyxnxnxxyynyxxMMWWMMWffp按抗彎強(qiáng)度條件選擇型鋼截面：盡量滿足不需計(jì)算整體穩(wěn)定的條件（6.53）窄翼緣H型

29、鋼和工字鋼：a6槽鋼：a5p組合梁截面的選擇包括： 估算梁高、腹板厚度和翼緣尺寸 6-7 組合梁的設(shè)計(jì)n6.7.1 試選截面p確定梁高需考慮的因素：建筑物高度：決定梁的最大高度hmax，影響梁之間的連接方式剛度條件：決定梁的最小高度hmin經(jīng)濟(jì)條件：滿足其他條件下，用鋼梁最少的高度（經(jīng)濟(jì)高度）v 梁截面高度的估算根據(jù)上述條件確定合理梁高：介于最大梁高和最小梁高之間，最接近經(jīng)濟(jì)高度適當(dāng)考慮腹板的規(guī)格尺寸，一般取腹板高度為50mm的倍數(shù)Y根據(jù)剛度條件確定梁最小高度hmin計(jì)算式：min651.34 10kTTlhfllE vv（6.54）Y根據(jù)經(jīng)濟(jì)條件確定梁經(jīng)濟(jì)高度hs計(jì)算式：0.4

30、0.45.3762swxxhhWW（6.56）xxMWf式中Wx單位為mm3，hs（hw）單位為mm系數(shù)a：一般單向彎曲梁最大彎曲處無孔眼時(shí)agx1.05；有孔眼時(shí)a0.850.9吊車梁考慮橫向水平荷載的作用可取a0.70.9其中：p腹板厚度應(yīng)滿足抗剪強(qiáng)度的要求：根據(jù)抗剪強(qiáng)度，腹板厚度應(yīng)滿足：v 腹板厚度的估算（6.58）假定最大剪應(yīng)力為腹板平均剪應(yīng)力的1.2倍由抗剪強(qiáng)度算得的tw較小，按局部穩(wěn)定和構(gòu)造的要求，常用經(jīng)驗(yàn)估算公式：（6.59）式中tw和hw的單位均為mm考慮鋼板規(guī)格一般為2mm的倍數(shù)非吊車梁腹板厚度宜較計(jì)算值略小考慮腹板屈曲后強(qiáng)度的梁厚度可更小，但不得小于6mm，亦

31、不宜使高厚比超過250 235yf腹板厚度最好在822mmp由于腹板尺寸已知，有每個(gè)翼緣截面積估算公式：p翼緣板寬度通常為bf（1/51/3）h，厚度tAf/bfp翼緣尺寸應(yīng)滿足局部穩(wěn)定的要求v 翼緣尺寸的估算16xfwwwWAt hh（6.55）塑性設(shè)計(jì)時(shí)：彈性設(shè)計(jì)時(shí)：考慮鋼板規(guī)格：寬度取10mm倍數(shù)厚度取2mm的倍數(shù)（不小于8mm）p梁截面驗(yàn)算包括強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定幾個(gè)方面強(qiáng)度驗(yàn)算包括正應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部壓應(yīng)力以及翼緣與腹板交界處折算應(yīng)力的驗(yàn)算腹板局部穩(wěn)定通常采用配置加勁肋來保證n6.7.2 截面驗(yàn)算p梁彎距沿梁長(zhǎng)度變化，梁截面隨彎距而變化可節(jié)約鋼材p跨度較小的梁

32、不宜改變截面p單層翼緣板焊接梁改變截面時(shí)，宜改變翼緣板的寬度，不改變厚度p梁一般只改變一次截面n6.7.3 組合梁截面沿長(zhǎng)度的改變p承受均布荷載的梁，截面改變位置在距支座1/6處最有利p較窄翼緣板寬度bf由截面開始改變處彎距M1確定且不宜小于120mmp寬板從截面開始改變處向彎距減小放以不大于1：2.5的斜度切斜延長(zhǎng)與窄板對(duì)接p多層翼緣板的梁可用切斷外層板改變梁截面p切斷點(diǎn)通過計(jì)算確定p切斷點(diǎn)外伸長(zhǎng)度l1滿足下列要求以保證被切斷的翼緣板在理論切斷處能正常參加工作：p為降低梁的建筑高度，節(jié)約鋼材，簡(jiǎn)支梁可在靠近支座處減小梁高度，而翼緣截面保持不變p梁端腹板高度應(yīng)按抗剪強(qiáng)度計(jì)算確定，且不易小于跨中腹板高度的一半p沿梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的水平剪力為：n6.7.4 焊接組合梁翼緣焊縫的計(jì)算1111 wwx wxVSVSvttI tI式中：t1VS1/（Ixtw）腹板與翼緣交界處的水平剪應(yīng)力（與豎向剪應(yīng)力相等）S1翼緣截面對(duì)梁中和軸的面積距112 0.71.4wffffxvVSfhh Ip翼緣與腹板常以角焊縫連接角焊縫有效截面上承受的剪應(yīng)力tf不應(yīng)超過角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ffw11.4fwxfVShI f所需焊腳尺寸為：（6.60）p對(duì)翼緣受固定集中荷載處未設(shè)置支承加勁肋，或有移動(dòng)集中荷載時(shí)，上翼緣和腹板間的連接焊縫除受沿