鋼結(jié)構(gòu)講稿-0受彎

1、12022-6-1第五章 受彎構(gòu)件Flexural Members22022-6-1第一節(jié) 概述Introductionn受力：彎，剪n分類： 平臺(tái)梁、樓蓋梁、吊車梁、檁條等 主梁、次梁； 單彎、雙彎 簡(jiǎn)支、連續(xù)、懸臂 型鋼、組合截面； 等截面、變截面 32022-6-1n截面形式（1）型鋼與組合截面42022-6-1n截面形式（2）蜂窩梁52022-6-1強(qiáng)度破壞剛度不足整體失穩(wěn)局部失穩(wěn)（屈曲）n受彎構(gòu)件的極限狀態(tài)62022-6-1第二節(jié) 受彎構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度Strength and Stiffness of Flexural Members72022-6-1彎矩曲率(轉(zhuǎn)角)關(guān)系2.1 受彎

2、構(gòu)件的強(qiáng)度抗彎82022-6-1正應(yīng)力發(fā)展過程 4階段：彈性、彈塑性、塑性、應(yīng)變硬化 92022-6-1極限彎矩enyppnypnnMW fMWfWFW彈性：=塑性：=截面形狀系數(shù)：截面形狀系數(shù)F的取值 ： 矩形1.5，圓形1.7，圓管1.27， 工字形對(duì)x軸（強(qiáng)軸）1.10-1.1722 / 6 / 41.5npnWbhWbhF矩形： 設(shè)計(jì)？102022-6-1規(guī)范設(shè)計(jì)公式：xxnxyxxnxynyMfWMMfWW 單彎 雙彎 =1.05=1.2:105 xy工字形,取值箱形 . 112022-6-1剪應(yīng)力分布2.2 受彎構(gòu)件的強(qiáng)度抗剪122022-6-1規(guī)范公式3vwvVSfItff 13

3、2022-6-1局部壓應(yīng)力力分布2.3 受彎構(gòu)件的強(qiáng)度局部承壓 522.5zyRzylahhlah跨中集中荷載： 端支座反力處： 軌道高142022-6-1規(guī)范公式cw zFft l:13510 局部應(yīng)力放大系數(shù) 重級(jí)工作制吊車梁取 . ，其它取 .152022-6-12.4 受彎構(gòu)件的強(qiáng)度多種應(yīng)力組合222131.13ccff22規(guī)范公式： 彎剪組合 彎剪局壓組合 162022-6-1強(qiáng)度驗(yàn)算例題：P152，例6-3，彎、剪、局部承壓表述與上課內(nèi)容略有差異 請(qǐng)按課堂方法復(fù)算 172022-6-12.5 受彎構(gòu)件的剛度 vv要求： v的計(jì)算：荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值v的取值：使用要求，P384附表

4、2.1182022-6-1第三節(jié) 受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定Overall Stability192022-6-13.1 梁的扭轉(zhuǎn) 自由扭轉(zhuǎn)約束扭轉(zhuǎn)202022-6-13.1.1 自由扭轉(zhuǎn)sttMGIGI矩形截面（bt） ?max313sttM tIIbt（扭轉(zhuǎn)常數(shù)或抗扭慣矩） 212022-6-1開口薄壁截面：3113nti iiIb t 222022-6-1熱軋型鋼截面：3113nti iiIkb t 由試驗(yàn)確定，規(guī)范給出k232022-6-1閉口薄壁截面：24tdSIAt 122dSbhttt 242022-6-1開口與閉口薄壁截面比較：開口/閉口=1:500252022-6-13.1.2 約束

5、扭轉(zhuǎn)懸臂工字梁262022-6-1剪應(yīng)力分布TSMMM272022-6-1約束扭矩（1）fMV h232322ffffffdMVdzd uhdMEIVEIdzdzhu 282022-6-1約束扭矩（2）2332fEI hdMEIdz 22fI hI 扇性慣矩扇性貫矩一般計(jì)算復(fù)雜，可查手冊(cè)292022-6-1扭轉(zhuǎn)平衡微分方程TtMGIEITSMMMStMGIMEI 302022-6-13.2 簡(jiǎn)支梁的臨界彎矩純彎簡(jiǎn)支梁彎扭屈曲的現(xiàn)象312022-6-1彎扭屈曲狀態(tài) 322022-6-1力矩分量coscoscosxxxxxxxMMMMMsinMduMM sinMMdz332022-6-1平衡微分方

6、程：222233xxyxtxd vEIMdzd uEIMdzddduGIEIMdzdzdz 342022-6-1方程的解（雙軸對(duì)稱簡(jiǎn)支工字梁純彎）212EIMcrl GItEI GIytl定性規(guī)律：跨度、側(cè)彎剛度、抗扭剛度352022-6-1簡(jiǎn)支、非純彎曲、單軸截面的臨界彎矩 荷載類型與位置影響：純彎、均布、集中 單軸對(duì)稱：加大受壓翼緣 通用公式：2123222(1)232EIyMBcrylIlGItByIEIy 荷載作用點(diǎn)位置影響參數(shù)截面不對(duì)稱性影響參數(shù)荷載類型影響參數(shù)362022-6-13.3 整體穩(wěn)定系數(shù)3.3.1 雙軸對(duì)稱工字梁、純彎2222EIIl GIytMcrlIEIyysimp

7、lified52124.410.17101yMcrtyAhh372022-6-112510.1710124.4crxxMcrWtyAhhWy382022-6-1byxbxRRxbxfMcrfWMfW定義穩(wěn)定系數(shù)bycrf穩(wěn)定要求392022-6-1穩(wěn)定系數(shù)表達(dá)式124320124.4bxtAhyhWy235yf402022-6-13.3.2 工字梁一般情況穩(wěn)定系數(shù)表達(dá)式非純彎單軸對(duì)稱 彈塑性影響 412022-6-1工字梁一般情況穩(wěn)定系數(shù)表達(dá)式143202223514.4bbxbyAhWytyhf非純彎、單軸對(duì)稱簡(jiǎn)化422022-6-1 0.6,1.070.282 /1.0bbbwhen彈塑性

8、影響：比例極限0.6pyff432022-6-13.3.3 穩(wěn)定系數(shù)的實(shí)用簡(jiǎn)化（純彎）121.0744000 2351.07220.144000 235ybbyxbfyfWyAh雙軸對(duì)稱：?jiǎn)屋S對(duì)稱：軋制普通工字鋼梁：查表 一般工字鋼梁： 2 3 51 2 0yyf當(dāng)442022-6-110.001723510.0022235ybyybyff雙角鋼：剖分與組合： 等T形截面： 452022-6-13.4 不需驗(yàn)算整體穩(wěn)定的條件（1）鋪板（2）工字形l1/b1限值（3）箱梁條件：尺寸462022-6-13.5 整體穩(wěn)定的驗(yàn)算（1）單向彎曲（2）雙向彎曲xbxMfWyxbxyyMMfWW472022

9、-6-1作業(yè)P182：6.5 (簡(jiǎn)支組合梁、整穩(wěn)、非純彎)用課堂方法，公式計(jì)算穩(wěn)定系數(shù)482022-6-1第四節(jié) 受彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定Local Buckling492022-6-14.1 翼緣板的局部穩(wěn)定與柱翼緣類似，限制寬厚比2221 2 1crxEtKbv三 邊 簡(jiǎn) 支 板 彈 性 穩(wěn) 定 ： 2221 2 1crxEtKbv 考 慮 彈 塑 性 與 彈 性 嵌 固 ： 502022-6-112350.9515cryybftf準(zhǔn) 則123513ybtf準(zhǔn) 則 ： 部 分 塑 性12359ybtf準(zhǔn) 則 ： 全 塑 性512022-6-14.2 腹板的局部穩(wěn)定n加勁肋的設(shè)置n腹板區(qū)格的受力狀

10、況： 純彎、純剪、局部承壓、聯(lián)合作用 522022-6-14.2.1 腹板區(qū)格各受力狀況的穩(wěn)定n 純彎532022-6-1n 純彎理論公式：22201 2 1wcrxtEKhv四 邊 簡(jiǎn) 支 板 ： 22201 2 1wcrxtEKhv 考 慮 彈 性 嵌 固 ： 542022-6-1臨界應(yīng)力201 0 04 4 5wc rth四邊簡(jiǎn)支： 四邊簡(jiǎn)支39.6/23.9=1.66兩邊簡(jiǎn)支、兩邊嵌固552022-6-1考慮嵌固系數(shù)的臨界應(yīng)力1 .6 61 .2 3受 壓 翼 緣 扭 轉(zhuǎn) 受 約 束 ： 受 壓 翼 緣 扭 轉(zhuǎn) 未 受 約 束 ： 臨界應(yīng)力20201 0 07 3 71 0 05 4

11、7wc rwc rthth翼緣扭轉(zhuǎn)受約束： 翼緣扭轉(zhuǎn)未受約束： 562022-6-1高厚比002 3 51 7 72 3 51 5 3c rywywyfhtfhtf準(zhǔn) 則 ： 限 值 ： 約 束 扭 轉(zhuǎn) 未 約 束 扭 轉(zhuǎn) 注意177和153572022-6-1臨界應(yīng)力-通用高厚比2 byc rc rybff定 義 通 用 高 厚 比 ： 即001 7 72 3 51 5 32 3 5ywbywbfhtfht通 用 高 厚 比 ：翼 緣 扭 轉(zhuǎn) 約 束 翼 緣 扭 轉(zhuǎn) 未 約 束 2200100100737547wwcrcrtthh代 入 兩 種 情 況 的 臨 界 應(yīng) 力 ： 和582022

12、-6-1臨界應(yīng)力-彈塑性區(qū)修正21,1:(0.85,1.25crybfbbb臨 界 應(yīng) 力 ： 理 論 : 彈 性 塑 性實(shí) 用 插 入 彈 塑 性 過 渡注：注： 比例極限 塑性：按經(jīng)驗(yàn)取0.850.6 1 0.61.291.25yf，取592022-6-1臨界應(yīng)力 -用通用高厚比表示221 .2 51 .10 .8 5(0 .8 5 ,1 .2 5 10 .7 50 .8 5c rybbc rc rffffbbbb彈 性： 塑 性： 彈 塑 性： 602022-6-1n 純剪612022-6-1臨界應(yīng)力22201 2 1wcrtKEhv臨 界 應(yīng) 力 ： 2002004.05.34/15.

13、344.0/1hKahahKaha四 邊 簡(jiǎn) 支 ： 1 .2 3嵌 固 系 數(shù) ：622022-6-1高厚比00/2 .02 3 51 0 4c ry vwyfahhtf準(zhǔn) 則 ： 按考 慮 ： 632022-6-1臨界應(yīng)力-通用高厚比002000203/1 2 3 54 14 .05 .3 4/1 2 3 54 15 .3 44 .0sv yc rv yyywsywsfffahfhthaahfhtha定 義 通 用 高 厚 比 ： w h e n w h e n 642022-6-1臨界應(yīng)力-用通用高厚比表示221.21.10.8(0.8,1.210.590.8crvyscrvscrvcr

14、vffffssss臨 界 應(yīng) 力 ： 彈 性：塑 性：彈 塑 性： 652022-6-1 n局部承壓662022-6-1臨界應(yīng)力22,201 21wc crtKEhv臨 界 應(yīng) 力 ： 0000004.57.40.51.5110.91.52.0hhaKaahhhaKaah四邊簡(jiǎn)支： 672022-6-1臨界應(yīng)力0 1 .8 10 .2 5 5 ha嵌 固 系 數(shù) ：3000010.9 13.4 1.830.51.518.9 51.52.0aa hhKaa hh682022-6-1高厚比,00/2 .02 3 58 4c c rywyfahhtf準(zhǔn) 則 ： 按考 慮 ： 注意84692022-6

15、-1臨界應(yīng)力-通用高厚比,00300000.5/1.5 23528 10.913.4 1.831.5/2.0 23528 18.95cyc crywcywcfa hfhta ha hfhta h定義通用寬厚比： when when 702022-6-1臨界應(yīng)力-用通用高厚比表示2,2,1.21.10.9(0.9,1.210.790.9c crycc crc crccc crcc crffffc臨 界 應(yīng) 力 ：彈 性：塑 性：彈 塑 性： 712022-6-14.2.2 腹板加勁肋的配置 （1）高厚比最大限值（構(gòu)造要求：焊接等）02 3 52 5 0wyhtf722022-6-1 （2）高厚比

16、不大于800cc00235when 80 0:0:0.52wyhtfhah可不配加勁肋 構(gòu)造84732022-6-1 （3）高厚比在(80,150或（80，1700235when 80 wyhtf應(yīng)配橫向加勁肋并驗(yàn)算153 and 177742022-6-1 （4）高厚比大于150或1700235235when 150170 wyyhortff應(yīng) 配 : 橫 向 加 勁 肋 縱 向 加 勁 肋 必 要 時(shí) 短 加 勁 肋 并 驗(yàn) 算752022-6-1 （5）支承加勁肋 集中荷載處配支承加勁肋762022-6-1 （6）塑性設(shè)計(jì)0235 72wyhtf塑 性 設(shè) 計(jì) ：772022-6-14.

17、2.3 腹板加勁肋的計(jì)算（1）僅配橫向加勁肋22, 1ccrc crcr0 (80,150 (80,170whtor782022-6-1僅配橫向加勁肋-平均應(yīng)力;wwMVVh t、取 區(qū) 格 均 值按計(jì) 算792022-6-1（2）同時(shí)配橫向、縱向加勁肋0 150 170whtor802022-6-1同時(shí)配橫向、縱向加勁肋 -受壓翼緣與縱肋間區(qū)格221,11 1ccrc crcr1812022-6-1同時(shí)配橫向、縱向加勁肋-彎曲正應(yīng)力臨界值111117 52 3 56 42 3 5c rywbywbfhtfht的 取 值 ：翼 緣 扭 轉(zhuǎn) 約 束 翼 緣 扭 轉(zhuǎn) 未 約 束 822022-6-1同時(shí)配橫向、縱向加勁肋-剪應(yīng)力臨界值101c rhh的 取 值 ：改 為832022-6-1同時(shí)配橫向、縱向加勁肋-局部承壓應(yīng)力臨界值,111115 62 3 54 02 3 5c c rywcywcfhtfht的 取 值 ( 類 似 彎 曲 正 應(yīng) 力 ) ：翼 緣 扭 轉(zhuǎn) 約 束 翼 緣 扭 轉(zhuǎn) 未 約 束 842022-6-1同時(shí)配橫向、縱向加勁肋-受拉翼緣與縱肋間區(qū)格22222,22 1ccrc crcr2852022-6-1同時(shí)配橫向、縱向加勁肋-應(yīng)力值222:0.3ccc: 區(qū) 格 平 均 壓 應(yīng) 力 862022-6-1同時(shí)配橫向、縱向加勁肋-彎曲正應(yīng)