《鋼結(jié)構(gòu)》第五章 受彎構(gòu)件

1、第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件1 1、受彎構(gòu)件的形式和應(yīng)用、受彎構(gòu)件的形式和應(yīng)用2 2、梁的強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算、梁的強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算3 3、梁的整體穩(wěn)定的基本概念、驗(yàn)算方法以及提高、梁的整體穩(wěn)定的基本概念、驗(yàn)算方法以及提高 整體穩(wěn)定性的措施整體穩(wěn)定性的措施4 4、梁的局部穩(wěn)定概念、有關(guān)規(guī)定和驗(yàn)算、梁的局部穩(wěn)定概念、有關(guān)規(guī)定和驗(yàn)算 方法方法第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件承受橫向荷載和彎矩的構(gòu)件叫承受橫向荷載和彎矩的構(gòu)件叫受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件。 實(shí)腹式受彎構(gòu)件通常被稱為實(shí)腹式受彎構(gòu)件通常被稱為梁梁。 鋼梁又分為鋼梁又分為型鋼梁型鋼梁和和組合梁組合梁。規(guī)格不能滿足承載。規(guī)格不能滿足承載力和剛度的要求，就必須采

2、用組合梁。力和剛度的要求，就必須采用組合梁。5.1 受彎構(gòu)件的形式和應(yīng)用受彎構(gòu)件的形式和應(yīng)用5.1.1實(shí)腹式受彎構(gòu)件實(shí)腹式受彎構(gòu)件梁梁第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件 型鋼梁又分為熱軋型鋼梁和冷彎薄壁型鋼梁型鋼梁又分為熱軋型鋼梁和冷彎薄壁型鋼梁兩種兩種 。 目前常用的熱軋型鋼有熱軋工字鋼、槽鋼、目前常用的熱軋型鋼有熱軋工字鋼、槽鋼、熱軋熱軋H型鋼三種（如圖型鋼三種（如圖5.1 ），其中以），其中以H型鋼的截型鋼的截面分布最合理，翼緣內(nèi)外邊緣平行，與其他構(gòu)件面分布最合理，翼緣內(nèi)外邊緣平行，與其他構(gòu)件連接較方便，應(yīng)予優(yōu)先采用。連接較方便，應(yīng)予優(yōu)先采用。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件 冷彎薄壁型鋼是通

3、過冷軋加工成形的，板冷彎薄壁型鋼是通過冷軋加工成形的，板壁都很薄，截面尺寸較小。在梁跨較小、承受壁都很薄，截面尺寸較小。在梁跨較小、承受荷載不大的情況下采用比較經(jīng)濟(jì)，例如屋面檁荷載不大的情況下采用比較經(jīng)濟(jì)，例如屋面檁條和墻梁。型鋼梁具有加工方便、成本低廉的條和墻梁。型鋼梁具有加工方便、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先選用。但由于型鋼優(yōu)點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先選用。但由于型鋼規(guī)格型號(hào)所限，在大多情況下，用鋼量要多于規(guī)格型號(hào)所限，在大多情況下，用鋼量要多于組合梁。組合梁。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件梁格布置梁格布置 在鋼梁中，除少數(shù)情況如吊車梁、起重機(jī)大梁呀在鋼梁中

4、，除少數(shù)情況如吊車梁、起重機(jī)大梁呀上承式鐵路板梁橋等可單獨(dú)或成對(duì)的布置外，通常是上承式鐵路板梁橋等可單獨(dú)或成對(duì)的布置外，通常是由許多梁由許多梁(常有主梁和次梁常有主梁和次梁)縱橫交叉連接組成梁格縱橫交叉連接組成梁格(圖圖5.2)，并在梁格上鋪放直接承受荷載的鋼或鋼筋混泥，并在梁格上鋪放直接承受荷載的鋼或鋼筋混泥土面板，例如樓蓋或屋蓋、工作平臺(tái)、閘門等。土面板，例如樓蓋或屋蓋、工作平臺(tái)、閘門等。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件 (1)單向（簡(jiǎn)單）梁格單向（簡(jiǎn)單）梁格(圖圖5-3a)只有主梁，適只有主梁，適用于主梁跨度較小或面板長(zhǎng)度較大的情況。用于主梁跨度較小或面板長(zhǎng)度較大的情況。 (2)雙向（普通

5、）梁格雙向（普通）梁格(圖圖5-3b)在主梁間另設(shè)在主梁間另設(shè)次梁，次梁上再支承面板，適用于大多數(shù)次梁，次梁上再支承面板，適用于大多數(shù) 梁格尺梁格尺寸和情況，應(yīng)用最廣。寸和情況，應(yīng)用最廣。 (3)復(fù)式梁格復(fù)式梁格(圖圖5-3c)在主梁間設(shè)縱向次梁，在主梁間設(shè)縱向次梁，次梁間再設(shè)橫向次梁；荷載傳遞層次多，構(gòu)造復(fù)雜，次梁間再設(shè)橫向次梁；荷載傳遞層次多，構(gòu)造復(fù)雜，只用在主梁跨度大和荷載重時(shí)。只用在主梁跨度大和荷載重時(shí)。梁格按主次梁排列情況可分成三種形式：梁格按主次梁排列情況可分成三種形式：第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件5.1.3格構(gòu)式受彎構(gòu)件格構(gòu)式受彎構(gòu)件桁架桁架 主要承受橫向荷載的格構(gòu)式受彎構(gòu)件稱

6、為桁主要承受橫向荷載的格構(gòu)式受彎構(gòu)件稱為桁架，與梁相比，其特點(diǎn)是以弦桿代替翼緣、以腹架，與梁相比，其特點(diǎn)是以弦桿代替翼緣、以腹桿代替腹板，這樣，桁架整體受彎時(shí)，彎矩表現(xiàn)桿代替腹板，這樣，桁架整體受彎時(shí)，彎矩表現(xiàn)為上、下弦桿的軸心壓力和拉力，剪力，則表現(xiàn)為上、下弦桿的軸心壓力和拉力，剪力，則表現(xiàn)為各腹桿的軸心壓力或拉力。為各腹桿的軸心壓力或拉力。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件5.2梁的強(qiáng)度和剛度梁的強(qiáng)度和剛度5.2.1 梁的強(qiáng)度梁的強(qiáng)度 由材料力學(xué)知：在彈性階段當(dāng)構(gòu)件截面作由材料力學(xué)知：在彈性階段當(dāng)構(gòu)件截面作用著繞形心主軸用著繞形心主軸x軸的彎矩時(shí)，構(gòu)件截面邊緣軸的彎矩時(shí)，構(gòu)件截面邊緣最大正應(yīng)力

7、為：最大正應(yīng)力為： Mxe=fyWnx （5.1） 式中：式中：Wnx為截面對(duì)為截面對(duì)x軸的凈截面模量。軸的凈截面模量。5.2.1.1 梁的強(qiáng)度梁的強(qiáng)度第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件圖示圖示 5.6 各荷載階段梁截面上的正應(yīng)力分布各荷載階段梁截面上的正應(yīng)力分布 第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件梁的抗彎強(qiáng)度按下列規(guī)定計(jì)算：梁的抗彎強(qiáng)度按下列規(guī)定計(jì)算：在彎矩在彎矩Mx作用下：作用下：xxnxMfW（5.4）第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件在彎矩在彎矩Mx和和My作用下：作用下：yxxnxynyMMfWW注意：截面塑性發(fā)展系數(shù)：注意：截面塑性發(fā)展系數(shù)： 表表5.1（5.5）第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件

8、5.2.1.2梁的抗剪強(qiáng)度梁的抗剪強(qiáng)度剪應(yīng)力的計(jì)算式為：剪應(yīng)力的計(jì)算式為：wwVSItVSt沿 截 面 腹 板 平 面 作 用 的 剪 力 ；剪 應(yīng) 力 以 上 （ 或 下 ） 毛 截 面對(duì) 中 和 軸 的 面 積 矩 ；腹 板 厚 度 ；（5.6）第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 截面上的最大剪應(yīng)力發(fā)生在腹板中和軸處。因截面上的最大剪應(yīng)力發(fā)生在腹板中和軸處。因此，在主平面受彎的實(shí)腹構(gòu)件，其抗剪強(qiáng)度應(yīng)按下此，在主平面受彎的實(shí)腹構(gòu)件，其抗剪強(qiáng)度應(yīng)按下式計(jì)算：式計(jì)算：maxvwVSfIt（5.7）第

9、五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure梁的剛度用標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的撓度大小來(lái)梁的剛度用標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的撓度大小來(lái)度量度量。梁的剛度不足將影響正常使用或外觀。梁的剛度不足將影響正常使用或外觀。所謂正常使用系指設(shè)備的正常運(yùn)行、裝飾物與所謂正常使用系指設(shè)備的正常運(yùn)行、裝飾物與非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不受損壞以及人的舒適感等。一般非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不受損壞以及人的舒適感等。一般梁在動(dòng)力影響下發(fā)生的振動(dòng)亦可以通過限制梁梁在動(dòng)力影響下發(fā)生的振動(dòng)亦可以通過限制梁的變形來(lái)控制。的變形來(lái)控制。5.2.2 受彎構(gòu)件（梁）的剛度受彎構(gòu)件（梁）的剛度

10、第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件因此，梁的剛度可按下式驗(yàn)算：因此，梁的剛度可按下式驗(yàn)算： （5.1.1）式中：式中： - 由荷載的標(biāo)準(zhǔn)值（不考慮荷載的分項(xiàng)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；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梁的容許撓度值，一般情況下可參照附表表2.1采用，當(dāng)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或有特殊要求時(shí)，可采用，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，對(duì)附表根據(jù)不影響正常使用和觀感的原則，對(duì)附表2.1的規(guī)定進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。的規(guī)定進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件5-3梁的整體穩(wěn)定和支撐梁的整體

11、穩(wěn)定和支撐 5.3.1 梁整體穩(wěn)定的概念梁整體穩(wěn)定的概念 圖圖5.11所示的梁在彎矩作用下上翼緣受所示的梁在彎矩作用下上翼緣受壓，下翼緣受拉，使梁猶如受壓構(gòu)件和受拉壓，下翼緣受拉，使梁猶如受壓構(gòu)件和受拉構(gòu)件的組合體。對(duì)于受壓的上翼緣可沿剛度構(gòu)件的組合體。對(duì)于受壓的上翼緣可沿剛度較小的翼緣板平面外方向屈曲，但腹板和穩(wěn)較小的翼緣板平面外方向屈曲，但腹板和穩(wěn)定的受拉下翼緣對(duì)其提供了此方向連續(xù)的抗定的受拉下翼緣對(duì)其提供了此方向連續(xù)的抗彎和抗剪約束，使它不可能在這個(gè)方向上發(fā)彎和抗剪約束，使它不可能在這個(gè)方向上發(fā)生屈曲。生屈曲。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件 當(dāng)外荷載產(chǎn)生的翼緣壓力達(dá)到一定值時(shí)，當(dāng)外荷載產(chǎn)

12、生的翼緣壓力達(dá)到一定值時(shí)，翼緣板只能繞自身的強(qiáng)軸發(fā)生平面內(nèi)的屈曲，翼緣板只能繞自身的強(qiáng)軸發(fā)生平面內(nèi)的屈曲，對(duì)整個(gè)梁來(lái)說上翼緣發(fā)生了側(cè)向位移，同時(shí)對(duì)整個(gè)梁來(lái)說上翼緣發(fā)生了側(cè)向位移，同時(shí)帶動(dòng)相連的腹板和下翼緣發(fā)生側(cè)向位移并伴帶動(dòng)相連的腹板和下翼緣發(fā)生側(cè)向位移并伴有整個(gè)截面的扭轉(zhuǎn)，這時(shí)我們稱梁發(fā)生了整有整個(gè)截面的扭轉(zhuǎn)，這時(shí)我們稱梁發(fā)生了整體的彎扭失穩(wěn)或側(cè)向失穩(wěn)。體的彎扭失穩(wěn)或側(cè)向失穩(wěn)。 第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件雙軸對(duì)稱工字形截面簡(jiǎn)支梁純彎作用下的整體穩(wěn)定雙軸對(duì)稱工字形截面簡(jiǎn)支梁純彎作用下的整體穩(wěn)定雙軸對(duì)稱工字形截面梁整體失穩(wěn)的臨界彎矩雙軸對(duì)稱工字形截面梁整體失穩(wěn)的臨界彎矩Mcr:cr1ytEI

13、 GIMl（5.14） l1受壓翼緣的自由長(zhǎng)度受壓翼緣的自由長(zhǎng)度 G 材料剪切模量材料剪切模量 It截面扭轉(zhuǎn)常數(shù)，也稱抗扭慣性矩截面扭轉(zhuǎn)常數(shù)，也稱抗扭慣性矩 Iy截面對(duì)截面對(duì)y軸的慣性矩軸的慣性矩 第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件5.3.2 梁整體穩(wěn)定的保證梁整體穩(wěn)定的保證 規(guī)范規(guī)定，當(dāng)符合下列情況之一時(shí)，梁的規(guī)范規(guī)定，當(dāng)符合下列情況之一時(shí)，梁的整體穩(wěn)定可以得到保證，不必計(jì)算：整體穩(wěn)定可以得到保證，不必計(jì)算： 1、有剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣、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上并與其牢固連接，能阻止梁受壓翼緣的側(cè)向位移時(shí)，例如圖側(cè)向位移時(shí)，例如圖5.12(a)中的

14、次梁即屬中的次梁即屬于此種情況。于此種情況。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件 2、工字形截面簡(jiǎn)支梁受壓翼緣的自由長(zhǎng)、工字形截面簡(jiǎn)支梁受壓翼緣的自由長(zhǎng)度度L1【圖【圖5.12（b）中的次梁）中的次梁L1等于其跨度等于其跨度L；對(duì)主梁，則對(duì)主梁，則L1等于次梁間距】與其寬度等于次梁間距】與其寬度b1之比之比不超過表不超過表5.2所規(guī)定的數(shù)值時(shí)；所規(guī)定的數(shù)值時(shí)； 3、 箱形截面簡(jiǎn)支梁，其截面尺寸（圖箱形截面簡(jiǎn)支梁，其截面尺寸（圖5.13）滿足）滿足h /b06，且，且L1/b0 95（235/fy）時(shí)）時(shí)（箱形截面的此條件很容易滿足）。（箱形截面的此條件很容易滿足）。第第五五章章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件為保

15、證梁不發(fā)生整體失穩(wěn)，梁的最大壓應(yīng)力不應(yīng)大于臨界彎矩為保證梁不發(fā)生整體失穩(wěn)，梁的最大壓應(yīng)力不應(yīng)大于臨界彎矩Mcr產(chǎn)生的的臨界壓應(yīng)力產(chǎn)生的的臨界壓應(yīng)力 cr 。5.3.3 梁整體穩(wěn)定實(shí)用算法梁整體穩(wěn)定實(shí)用算法1.1.單向受彎梁?jiǎn)蜗蚴軓澚?ycrcrbRyyxxfMfWfbxxMfWcrbyMM第第五五章章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件 梁上翼緣的最大設(shè)計(jì)應(yīng)力；梁上翼緣的最大設(shè)計(jì)應(yīng)力； Mx對(duì)強(qiáng)軸彎曲的最大彎矩；對(duì)強(qiáng)軸彎曲的最大彎矩； Wx按受壓翼緣確定的毛截面模量；按受壓翼緣確定的毛截面模量； R抗力分項(xiàng)系數(shù)；抗力分項(xiàng)系數(shù)； f鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（=fy/ R）；）； b 梁的整體穩(wěn)定

16、系數(shù)梁的整體穩(wěn)定系數(shù)第第五五章章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件2y 1b2yy432023514.4xtAhWhf第第五五章章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件 y=l1/iy梁在側(cè)向支點(diǎn)間，截面繞梁在側(cè)向支點(diǎn)間，截面繞y-y軸的長(zhǎng)細(xì)比；軸的長(zhǎng)細(xì)比； l1受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)間距離（梁的支座處視為有受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)間距離（梁的支座處視為有側(cè)向支承）；側(cè)向支承）；iy梁毛截面對(duì)梁毛截面對(duì)y軸的截面回轉(zhuǎn)半徑；軸的截面回轉(zhuǎn)半徑；A梁的毛截面面積；梁的毛截面面積； h、t1梁截面全高、受壓翼緣厚度；梁截面全高、受壓翼緣厚度；第第五五章章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)整體穩(wěn)定系數(shù) b通用計(jì)算公式通用計(jì)算公式： b等效臨界彎矩系數(shù)等

17、效臨界彎矩系數(shù)； 它主要考慮各種荷載種類和位置所對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定它主要考慮各種荷載種類和位置所對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)與純彎條件下穩(wěn)定系數(shù)的差異；系數(shù)與純彎條件下穩(wěn)定系數(shù)的差異；按附表按附表3.1或附或附表表3.3采用。采用。2y 1bbb2yy432023514.4xtAhWhf（見附錄（見附錄3）第第五五章章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件 y=l1/iy梁在側(cè)向支點(diǎn)間，截面繞梁在側(cè)向支點(diǎn)間，截面繞y-y軸的長(zhǎng)細(xì)比；軸的長(zhǎng)細(xì)比；l1受壓翼緣側(cè)向支點(diǎn)間距離（梁的支座處視為有側(cè)向支受壓翼緣側(cè)向支點(diǎn)間距離（梁的支座處視為有側(cè)向支承）；承）； iy梁毛截面對(duì)梁毛截面對(duì)y軸的截面回轉(zhuǎn)半徑；軸的截面回轉(zhuǎn)半徑；A梁的毛截面面積；梁的

18、毛截面面積； h、t1梁截面全高、受壓翼緣厚度；梁截面全高、受壓翼緣厚度； b截面不對(duì)稱修正系數(shù)。截面不對(duì)稱修正系數(shù)。雙軸對(duì)稱工字形截面：雙軸對(duì)稱工字形截面： b=0單軸對(duì)稱工字形截面取值見規(guī)范。單軸對(duì)稱工字形截面取值見規(guī)范。第第五五章章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件軋制槽鋼軋制槽鋼 b計(jì)算公式：計(jì)算公式：b1y570235btl hfh、b、t分別為槽鋼截面的高度、翼緣寬度和其平均厚度分別為槽鋼截面的高度、翼緣寬度和其平均厚度當(dāng)算得的當(dāng)算得的 b0.6時(shí)，時(shí)，必須以必須以 b代替進(jìn)行修正。代替進(jìn)行修正。第第五五章章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件0 .1282.007.1bb（5.19）軋制普通工字鋼軋制普通工字鋼根

19、據(jù)鋼號(hào)和側(cè)向支承點(diǎn)間的距根據(jù)鋼號(hào)和側(cè)向支承點(diǎn)間的距離，其離，其 b值直接由查表得到，當(dāng)值直接由查表得到，當(dāng) b值大于值大于0.60.6時(shí)，時(shí)，也需要進(jìn)行修正。也需要進(jìn)行修正。第第五五章章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件1）荷載的類型；荷載的類型； 2）荷載的作用位置；荷載的作用位置； 3）梁的側(cè)向剛度梁的側(cè)向剛度EIy、扭轉(zhuǎn)剛度扭轉(zhuǎn)剛度GIt 、翹曲翹曲剛度剛度EI；4）受壓翼緣的自由長(zhǎng)度受壓翼緣的自由長(zhǎng)度l1 ；5）梁的支座約束程度。梁的支座約束程度。 5.3.4 影響梁整體穩(wěn)定的因素及增強(qiáng)梁整體穩(wěn)定的措施影響梁整體穩(wěn)定的因素及增強(qiáng)梁整體穩(wěn)定的措施1.1.影響梁整體穩(wěn)定的因素影響梁整體穩(wěn)定的因素第第五五章

20、章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件提高梁受壓翼緣的側(cè)向穩(wěn)定性是提高梁整體穩(wěn)定的有效方法。較經(jīng)濟(jì)合理的方法是設(shè)置側(cè)向支撐，減少梁受壓翼緣的自由長(zhǎng)度。2.2.增強(qiáng)梁整體穩(wěn)定的措施增強(qiáng)梁整體穩(wěn)定的措施1）增大受壓翼緣的寬度增大受壓翼緣的寬度；2）在受壓翼緣設(shè)置側(cè)向支撐在受壓翼緣設(shè)置側(cè)向支撐；3）當(dāng)梁跨內(nèi)無(wú)法增設(shè)側(cè)向支撐時(shí)，宜采取閉合箱形截面當(dāng)梁跨內(nèi)無(wú)法增設(shè)側(cè)向支撐時(shí)，宜采取閉合箱形截面；4）增加梁兩端的約束提高其穩(wěn)定承載力。采取措施使梁端增加梁兩端的約束提高其穩(wěn)定承載力。采取措施使梁端不能發(fā)生扭轉(zhuǎn)。不能發(fā)生扭轉(zhuǎn)。第第五五章章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件 受彎構(gòu)件在荷載作用下，受彎構(gòu)件在荷載作用下，當(dāng)荷載達(dá)到某一值時(shí)，梁的腹

21、當(dāng)荷載達(dá)到某一值時(shí)，梁的腹板和受壓翼緣將不能保持平衡狀態(tài)，發(fā)生出平面波形鼓曲，板和受壓翼緣將不能保持平衡狀態(tài)，發(fā)生出平面波形鼓曲，稱為梁的稱為梁的局部失穩(wěn)局部失穩(wěn)。梁的局部穩(wěn)定問題，其實(shí)質(zhì)是組成梁的。梁的局部穩(wěn)定問題，其實(shí)質(zhì)是組成梁的矩形薄板在各種應(yīng)力的作用下的屈曲問題。矩形薄板在各種應(yīng)力的作用下的屈曲問題。5.4 5.4 梁板件的局部穩(wěn)定梁板件的局部穩(wěn)定圖圖5.5.1 局部失穩(wěn)局部失穩(wěn)現(xiàn)象現(xiàn)象b受壓翼緣屈曲受壓翼緣屈曲腹板屈曲腹板屈曲第第五五章章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件局部失穩(wěn)的后果局部失穩(wěn)的后果： 惡化工作條件，降低構(gòu)件的承載能力，動(dòng)力荷惡化工作條件，降低構(gòu)件的承載能力，動(dòng)力荷載作用下易引起疲勞

22、破壞。載作用下易引起疲勞破壞。 還可能因?yàn)榱簞偠炔蛔?，撓度過大，影響正常還可能因?yàn)榱簞偠炔蛔?，撓度過大，影響正常使用；鋼結(jié)構(gòu)表面銹蝕嚴(yán)重，耐久性差。使用；鋼結(jié)構(gòu)表面銹蝕嚴(yán)重，耐久性差。第第五五章章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件局部穩(wěn)定局部穩(wěn)定 構(gòu)件的局部穩(wěn)定問題就是保證梁的受壓翼緣構(gòu)件的局部穩(wěn)定問題就是保證梁的受壓翼緣以及梁的腹板等板件在構(gòu)件整體失穩(wěn)前不發(fā)生局以及梁的腹板等板件在構(gòu)件整體失穩(wěn)前不發(fā)生局部失穩(wěn)或者在設(shè)計(jì)中合理利用這些板件的屈曲后部失穩(wěn)或者在設(shè)計(jì)中合理利用這些板件的屈曲后性能。性能。第第五五章章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件箱形截面翼緣箱形截面翼緣的中間部分相當(dāng)于四邊簡(jiǎn)支板的中間部分相當(dāng)于四邊簡(jiǎn)支板，4.

23、0，翼緣翼緣的臨界力不低于鋼材的屈服點(diǎn)：的臨界力不低于鋼材的屈服點(diǎn)：5.4.1 梁受壓翼緣的局部穩(wěn)定梁受壓翼緣的局部穩(wěn)定（5. 22）2y10018.6crtfb 00y40235 /wbhftt或（5. 26）翼緣板受力較為簡(jiǎn)單，按翼緣板受力較為簡(jiǎn)單，按限制板件寬厚比限制板件寬厚比的方法來(lái)保證局的方法來(lái)保證局部穩(wěn)定性。部穩(wěn)定性。第第五五章章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件ycrf yftb23513強(qiáng)度計(jì)算不考慮截面塑性發(fā)展強(qiáng)度計(jì)算不考慮截面塑性發(fā)展（ x x=1.0=1.0）時(shí)時(shí)：yftb23515強(qiáng)度計(jì)算考慮截面塑性發(fā)展時(shí)：強(qiáng)度計(jì)算考慮截面塑性發(fā)展時(shí)：（5.24）（5.25）第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎

24、構(gòu)件 梁腹板受力復(fù)雜，厚度較小，主要承受剪力，采用加大梁腹板受力復(fù)雜，厚度較小，主要承受剪力，采用加大板厚的方法來(lái)保證腹板的局部穩(wěn)定不經(jīng)濟(jì)，也不合理。一般板厚的方法來(lái)保證腹板的局部穩(wěn)定不經(jīng)濟(jì)，也不合理。一般采用加勁肋的方法來(lái)減小板件尺寸，防止腹板屈曲。從而提采用加勁肋的方法來(lái)減小板件尺寸，防止腹板屈曲。從而提高局部穩(wěn)定承載力。高局部穩(wěn)定承載力。5.4.2 梁腹板的局部穩(wěn)定梁腹板的局部穩(wěn)定縱向加勁肋縱向加勁肋橫向加勁肋橫向加勁肋短加勁肋短加勁肋第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件橫向加勁肋橫向加勁肋主要防止剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力作用下主要防止剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力作用下 的腹板失穩(wěn)；的腹板失穩(wěn)；縱向加勁肋縱向

25、加勁肋主要防止彎曲壓應(yīng)力可能引起的腹板主要防止彎曲壓應(yīng)力可能引起的腹板 失穩(wěn)；失穩(wěn)；短加勁肋短加勁肋主要防止局部壓應(yīng)力下的腹板失穩(wěn)。主要防止局部壓應(yīng)力下的腹板失穩(wěn)。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件1. 腹板的純剪屈曲腹板的純剪屈曲 腹板的純剪切屈曲發(fā)生在中性軸附近。四邊簡(jiǎn)支的矩形板，在均腹板的純剪切屈曲發(fā)生在中性軸附近。四邊簡(jiǎn)支的矩形板，在均勻分布的剪應(yīng)力的作用下，屈曲時(shí)呈現(xiàn)沿勻分布的剪應(yīng)力的作用下，屈曲時(shí)呈現(xiàn)沿45方向的傾斜的鼓曲，方向的傾斜的鼓曲，這個(gè)方向與主壓應(yīng)力的方向垂直，板彈性階段臨界剪應(yīng)力為這個(gè)方向與主壓應(yīng)力的方向垂直，板彈性階段臨界剪應(yīng)力為:板的純剪屈曲板的純剪屈曲b)crcr屈曲

26、變形屈曲變形lminlmax1122a)屈曲原因屈曲原因lmaxlmin210018 6wcrt.b第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件crvysf 令腹板受剪時(shí)的通用高厚比為：令腹板受剪時(shí)的通用高厚比為：210018 6wcrt. kb第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件00201123541 45.34sywsa hfh ta h的計(jì)算公式：）當(dāng)時(shí)：則：00202123541 5.344ywsa hfh ta h）當(dāng)時(shí)：則：第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件vcrsf 時(shí)時(shí)，當(dāng)當(dāng)8 . 0 vscrsf)8 . 0(59. 01,2 . 18 . 0 時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)221 .1,2 .1svsvycrsff 時(shí)

27、時(shí)當(dāng)當(dāng)取取 s1.2為彈性狀態(tài)，為彈性狀態(tài)， s0.8規(guī)范認(rèn)為臨界剪應(yīng)力會(huì)進(jìn)入塑規(guī)范認(rèn)為臨界剪應(yīng)力會(huì)進(jìn)入塑性，而當(dāng)性，而當(dāng)0.8 s1.2時(shí)，臨界剪應(yīng)力處于彈塑性狀態(tài)。時(shí)，臨界剪應(yīng)力處于彈塑性狀態(tài)。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件規(guī)范規(guī)范規(guī)定僅受剪應(yīng)力作用的腹板，不會(huì)發(fā)規(guī)定僅受剪應(yīng)力作用的腹板，不會(huì)發(fā)生剪切失穩(wěn)的高厚比限值取生剪切失穩(wěn)的高厚比限值取。（要求臨界剪應(yīng)。（要求臨界剪應(yīng)力進(jìn)入塑性）力進(jìn)入塑性）ywfth235800 第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件4.4.梁腹板加勁肋設(shè)置原則梁腹板加勁肋設(shè)置原則第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件直接承受動(dòng)力荷載的實(shí)腹梁：直接承受動(dòng)力荷載的實(shí)腹梁：00235(

28、1)800cwychtf當(dāng)時(shí)，按構(gòu)造配置橫向加勁肋；，當(dāng)時(shí)，可不配置加勁肋；0235(2)80wyhtf時(shí)，應(yīng)配置橫向加勁肋；時(shí)，應(yīng)配置橫向加勁肋；第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件0235170wyhtf當(dāng)（ 受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受約束 ）束束）（受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)未未受受約約當(dāng)當(dāng)ywfth2351500 或按計(jì)算需要時(shí)，應(yīng)在彎曲受壓較大區(qū)格，加配縱向加勁肋。或按計(jì)算需要時(shí)，應(yīng)在彎曲受壓較大區(qū)格，加配縱向加勁肋。局部壓應(yīng)力很大的梁，應(yīng)在受壓區(qū)配置短加勁肋。局部壓應(yīng)力很大的梁，應(yīng)在受壓區(qū)配置短加勁肋。0235250wyhtf任何情況下，；（3）第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件（4）梁的支座處和上翼緣受

29、有較大固定集中荷載處）梁的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。，宜設(shè)置支承加勁肋。 第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件（1 1） 橫向加勁肋加強(qiáng)的腹板橫向加勁肋加強(qiáng)的腹板h0 0ahoa5.5.腹板在幾種應(yīng)力聯(lián)合作用下的屈曲腹板在幾種應(yīng)力聯(lián)合作用下的屈曲第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件 計(jì)算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板計(jì)算高度邊緣的計(jì)算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板計(jì)算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力；彎曲壓應(yīng)力； -計(jì)算區(qū)格，平均剪力作用下，腹板截面剪應(yīng)力；計(jì)算區(qū)格，平均剪力作用下，腹板截面剪應(yīng)力； c c腹板計(jì)算高度邊緣的局部壓應(yīng)力，計(jì)算時(shí)取腹板計(jì)算高度邊緣的局部壓應(yīng)力，計(jì)算時(shí)取=1.0=1.

30、0。22,1ccrc crcr5.27第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件（2 2）同時(shí)設(shè)置橫向和縱向加勁肋加強(qiáng)的腹板）同時(shí)設(shè)置橫向和縱向加勁肋加強(qiáng)的腹板h1ah hh h1 1）受壓區(qū)區(qū)格）受壓區(qū)區(qū)格 ：221,111ccrc crcr第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件：的的實(shí)實(shí)用用計(jì)計(jì)算算表表達(dá)達(dá)式式如如下下1,11,crccrcr 111111117523564235crcrbbywbywbfh tafh tbh）按公式計(jì)算，但應(yīng)將 改為代替：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí)：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí)：縱向加勁肋至腹板計(jì)算高度受壓邊緣的距離。第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件1012;crcrh

31、h）按公式計(jì)算，但應(yīng)將 改為 代替, 11111135623540235c crcrbcywcywcfh tafh tb）按公式計(jì)算，但應(yīng)將 改為 代替：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí)：、當(dāng)梁的受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到束時(shí)：第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件2)2)下區(qū)格下區(qū)格 ：ah hh hh2 計(jì)算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板縱向加勁肋處的彎曲計(jì)算區(qū)格，平均彎矩作用下，腹板縱向加勁肋處的彎曲 壓應(yīng)力；壓應(yīng)力； 腹板在縱向加勁肋處的局部壓應(yīng)力，取腹板在縱向加勁肋處的局部壓應(yīng)力，取 計(jì)算同前。計(jì)算同前。cc 3 . 02 22222,221ccrc crcr第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件：的的實(shí)實(shí)用用計(jì)

32、計(jì)算算表表達(dá)達(dá)式式如如下下2,22,crccrcr 高度受拉邊緣的距離。高度受拉邊緣的距離。縱向加勁肋至腹板計(jì)算縱向加勁肋至腹板計(jì)算代替：代替：改為改為公式計(jì)算，但應(yīng)將公式計(jì)算，但應(yīng)將按按） 222222351941hfthywbbbcrcr 第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件;2202代代替替改改為為公公式式計(jì)計(jì)算算，但但應(yīng)應(yīng)將將按按）hhcrcr 2,2:32220,2, hahahhcrCcrc取取時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)代替代替改為改為公式計(jì)算，但應(yīng)將公式計(jì)算，但應(yīng)將按按） 第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件h1221, 111ccrc crcr) )受壓翼緣和縱向加勁肋間設(shè)有短加勁肋的區(qū)格板受壓翼緣和縱向加勁肋間設(shè)有短加勁肋的區(qū)格板ah hh ha a1 1第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件：的的實(shí)實(shí)用用計(jì)計(jì)算算表表達(dá)達(dá)式式如如下下1,11,crccrcr ;11公公式式計(jì)計(jì)算算按按）crcr ;21101代代替替、改改為為、公公式式計(jì)計(jì)算算，但但應(yīng)應(yīng)將將按按）ahahcrcr 第五章第五章 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件111111111111,5 .04 .012 .123573235872 .13hahaftabftaahaywcywccbcrcrc 時(shí)時(shí)：上上式式右右側(cè)側(cè)乘乘以以當(dāng)當(dāng)未未受受到到束束時(shí)時(shí)：、當(dāng)當(dāng)梁梁的的受受壓壓翼翼緣緣扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)受受到到約約束束時(shí)時(shí)：、當(dāng)當(dāng)梁梁的的受受壓壓