鋼結(jié)構(gòu)基本原理復(fù)習(xí)課件分解

第五章受彎構(gòu)件第五章受彎構(gòu)件大綱要求:1.了解受彎構(gòu)件的種類及應(yīng)用；2.了解受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的計(jì)算原理（難點(diǎn)），掌握梁的計(jì)算方法；3.掌握組合梁設(shè)計(jì)的方法及其主要的構(gòu)造要求；4.掌握梁的拼接和連接主要方法和要求。大綱要求:1.了解受彎構(gòu)件的種類及應(yīng)用；2.了解受彎構(gòu)件整體第一節(jié)受彎構(gòu)件的形式和應(yīng)用1第二節(jié)受彎構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度2第三節(jié)受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定性與支撐3第五章受彎構(gòu)件第四節(jié)梁的局部穩(wěn)定與腹板加勁肋設(shè)計(jì)4第五節(jié)型鋼梁設(shè)計(jì)5第六節(jié)組合梁設(shè)計(jì)6第一節(jié)受彎構(gòu)件的形式和應(yīng)用1第二節(jié)受彎構(gòu)件的（1）按彎曲變形狀況分：

單向彎曲構(gòu)件——構(gòu)件在一個(gè)主軸平面內(nèi)受彎雙向彎曲構(gòu)件——構(gòu)件在二個(gè)主軸平面內(nèi)受彎一、梁的類型第一節(jié)受彎構(gòu)件的形式和應(yīng)用主要用以承受橫向荷載的平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件稱為受彎構(gòu)件，其截面形式有實(shí)腹式和格構(gòu)式兩大類。實(shí)腹式受彎構(gòu)件——通常稱作梁格構(gòu)式受彎構(gòu)件——稱桁架（1）按彎曲變形狀況分：一、梁的類型第一節(jié)受彎構(gòu)件（2）按支承條件分：

簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁、懸臂梁鋼梁一般都用簡(jiǎn)支梁，簡(jiǎn)支梁制造簡(jiǎn)單，安裝方便，且可避免支座不均勻沉陷所產(chǎn)生的不利影響。不論何種支承的梁，當(dāng)截面內(nèi)力已知時(shí)，進(jìn)行截面設(shè)計(jì)的原則和方法是相同的。第一節(jié)受彎構(gòu)件的形式和應(yīng)用（2）按支承條件分：第一節(jié)受彎構(gòu)件的形式和應(yīng)用（3）按傳力系統(tǒng)的作用分類：

荷載→樓板→（次梁）→主梁→柱→基礎(chǔ)。【注】次梁主要承受均布荷載，主梁主要承受集中荷載。（3）按傳力系統(tǒng)的作用分類：【注】次梁主要承受均布荷載，主實(shí)腹式構(gòu)件受彎——承受橫向荷載的梁格構(gòu)式受彎構(gòu)件——桁架（4）按照截面形狀分實(shí)腹式構(gòu)件受彎——承受橫向荷載的梁格構(gòu)式受彎構(gòu)件——桁架（4樓蓋梁平臺(tái)梁（5）按功能分吊車梁檁條墻架梁等樓蓋梁【型鋼梁】（6）按制作方法分：型鋼梁、組合（截面）梁型鋼梁加工簡(jiǎn)單，制造方便，成本較低，適合于小跨度受彎構(gòu)件。

【型鋼梁】（6）按制作方法分：型鋼梁、組合（截面）梁型鋼梁加【組合梁】由鋼板、型鋼連接而成,以工字形組合梁應(yīng)用最廣。當(dāng)梁的高度很大而梁高受到限制，或抗扭要求較高時(shí)，可采用箱形截面。用鋼材和混凝土連接而成的組合梁可充分發(fā)揮鋼材和混凝土的性能，取得較好的經(jīng)濟(jì)效果。【組合梁】由鋼板、型鋼連接而成,以工字形組合梁應(yīng)用最廣。二、應(yīng)用樓層梁、屋面梁、吊車梁，平臺(tái)梁；墻梁，檁條二、應(yīng)用簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁、伸臂梁；實(shí)腹梁、空腹梁；簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁、伸臂梁；實(shí)腹梁、空腹梁；承載能力極限狀態(tài)梁正常使用極限狀態(tài)三、梁的計(jì)算內(nèi)容

剛度強(qiáng)度整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定鋼梁設(shè)計(jì)應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定要求。承載能力極限狀態(tài)梁正常使用極限狀態(tài)三、梁的計(jì)算內(nèi)容剛度強(qiáng)強(qiáng)度折算應(yīng)力局部承壓強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度強(qiáng)度折算局部抗剪抗彎四、設(shè)計(jì)要求

截面選型滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定性要求(承載力極限狀態(tài))滿足撓度要求(正常使用極限狀態(tài))構(gòu)造措施四、設(shè)計(jì)要求第二節(jié)受彎構(gòu)件的強(qiáng)度和撓度抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、局部承壓強(qiáng)度、復(fù)雜應(yīng)力強(qiáng)度第二節(jié)受彎構(gòu)件的強(qiáng)度和撓度抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、局部承壓強(qiáng)一、抗彎強(qiáng)度1、正截面應(yīng)力分布最大彎曲正應(yīng)力s≤fy，彈性狀態(tài)My=We

fy，彈性極限彎矩We～彈性截面抵抗矩一、抗彎強(qiáng)度s≤fy，彈性狀態(tài)Mx>My時(shí)截面發(fā)生塑性變形全截面應(yīng)力達(dá)到fy時(shí)，塑性極限狀態(tài)Mp=Wp

fy，塑性極限彎矩Wp—塑性截面抵抗矩，面積矩之和矩形截面：We=bh2/6，Wp=bh2/4Mx>My時(shí)截面發(fā)生塑性變形Mp=Wpfy，塑性極限彎截面形狀系數(shù)：gF=Wp/We矩形截面

gF=1.5，工形截面

gF≈1.10與Me的比值只與截面的幾何形狀有關(guān)，稱截面形狀系數(shù)截面形狀系數(shù)：gF=Wp/We與Me的比值只與截面的幾何2、設(shè)計(jì)要求彈性設(shè)計(jì)要求：Mx

≤My=We

fy塑性設(shè)計(jì)要求：Mx

≤Mp=gpWe

fy考慮部分塑性發(fā)展：Mx

≤

gxWe

fygx為塑性發(fā)展系數(shù):1<

gx<

gp矩形截面

gx=1.2，工形截面gx≈1.05設(shè)計(jì)表達(dá)式：彈性設(shè)計(jì)部分塑性設(shè)計(jì)受動(dòng)載梁受靜載梁

用途：是塑性設(shè)計(jì)的理論依據(jù)，承受靜荷載或間接承受動(dòng)荷載梁的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)。2、設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)表達(dá)式：彈性設(shè)計(jì)部分塑性設(shè)計(jì)受動(dòng)載梁受靜載梁二、抗剪強(qiáng)度(計(jì)算近似采用材料力學(xué)的公式)(1)材料力學(xué)，彈性剪應(yīng)力(2)計(jì)算最大剪應(yīng)力(3)工形截面近似計(jì)算二、抗剪強(qiáng)度(計(jì)算近似采用材料力學(xué)的公式)(3)工形截面近三、局部承壓強(qiáng)度(1)受支座反力R、集中力F處(2)局部壓應(yīng)力，45°角擴(kuò)散(3)腹板邊緣壓應(yīng)力較大(4)假定邊緣壓應(yīng)力均勻分布分布長(zhǎng)度：lz=a+2hy計(jì)算平均壓應(yīng)力：三、局部承壓強(qiáng)度分布長(zhǎng)度：lz=a+2hy計(jì)算平均壓應(yīng)力(5)吊車梁移動(dòng)輪壓(6)局部壓應(yīng)力分布不均勻分布長(zhǎng)度：

lz=a+2hy+2hR計(jì)算壓應(yīng)力：y集中荷載增大系數(shù)，重級(jí)工作制吊車y=1.35(5)吊車梁移動(dòng)輪壓分布長(zhǎng)度：計(jì)算壓應(yīng)力：y集中荷載增大系數(shù)式中：M、V—驗(yàn)算截面的彎矩及剪力；Inx—驗(yàn)算截面的凈截面慣性矩；y—驗(yàn)算點(diǎn)至中和軸的距離；S1—驗(yàn)算點(diǎn)以上或以下截面面積對(duì)中和軸的面積矩；如工字形截面即為翼緣面積對(duì)中和軸的面積矩。1—折算應(yīng)力的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)。——彎曲正應(yīng)力——局部壓應(yīng)力或局部拉應(yīng)力——剪應(yīng)力圖6-1σ、τ、σc的共同作用yyxτσcσ式中：M、V—驗(yàn)算截面的彎矩及剪力；——彎曲正應(yīng)力——局部壓(7)腹板薄較時(shí)，有集中力和支座處設(shè)支承加勁肋，

sc=0。(8)計(jì)算支承加勁肋穩(wěn)定性四、折算應(yīng)力(1)腹板邊緣同時(shí)受正應(yīng)力s1、剪應(yīng)力t1和壓應(yīng)力sc作用(2)計(jì)算折算應(yīng)力如s1與sc同號(hào)或sc=0，b1=1.1；如s1與sc異號(hào)，b1=1.2(7)腹板薄較時(shí)，有集中力和支座處設(shè)支承加勁肋，四、折算應(yīng)

說(shuō)明

式中將強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以增大系數(shù)1，是考慮到折算應(yīng)力最大值只在局部區(qū)域，同時(shí)幾種應(yīng)力在同一處都達(dá)到最大值，且材料強(qiáng)度又同時(shí)為最小值的機(jī)率較小，故將設(shè)計(jì)強(qiáng)度適當(dāng)提高。當(dāng)和c異號(hào)時(shí)比同號(hào)時(shí)要提早進(jìn)入屈服，而此時(shí)塑性變形能力高，危險(xiǎn)性相對(duì)較小故取1=1.2。和c同號(hào)時(shí)屈服延遲，脆性傾向增加，故取1=1.1。

說(shuō)明【例題5.1】雙軸對(duì)稱工字形截面梁，截面形狀如圖所示，在彎矩和剪力共同作用下，關(guān)于截面中應(yīng)力的說(shuō)法正確的是_____。(A)彎曲正應(yīng)力最大的點(diǎn)是3點(diǎn)(B)剪應(yīng)力最大的點(diǎn)是2點(diǎn)(C)折算應(yīng)力最大的點(diǎn)是1點(diǎn)(D)折算應(yīng)力最大的點(diǎn)是2點(diǎn)(E)1點(diǎn)彎曲正應(yīng)力比2點(diǎn)大【例題5.1】雙軸對(duì)稱工字形截面梁，截面形狀如圖所示，在彎矩27【例題5.2】【例題5.2】28解：解：29鋼結(jié)構(gòu)基本原理復(fù)習(xí)課件第五章分解30例題5.3受彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算包括哪幾個(gè)方面？寫出規(guī)范采用的主要計(jì)算公式,并說(shuō)明何時(shí)需要驗(yàn)算這幾個(gè)方面。答、受彎構(gòu)件的強(qiáng)度驗(yàn)算主要包括這幾個(gè)方面：最大的正應(yīng)力驗(yàn)算：，驗(yàn)算截面為梁的最大彎矩處；最大剪應(yīng)力驗(yàn)算：，驗(yàn)算截面為梁的最大剪力處；局部壓應(yīng)力驗(yàn)算：，只有當(dāng)有集中荷載作用且集中荷載作用處沒(méi)有支承加勁肋時(shí)才需要；折算應(yīng)力計(jì)算：，只有當(dāng)截面有較大的彎矩與剪力同時(shí)存在時(shí)，才需要驗(yàn)算。例題5.3受彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算包括哪幾個(gè)方面？寫出規(guī)范采用的主31五、梁的剛度計(jì)算——構(gòu)件撓度1、梁的彎曲變形(1)荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合，計(jì)算彈性變形w，圖乘法(2)準(zhǔn)確計(jì)算：簡(jiǎn)支梁，固端梁，懸臂梁(3)近似估算：框架梁，復(fù)雜荷載分布梁的剛度計(jì)算屬于正常使用極限狀態(tài)問(wèn)題，就是要保證在荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下梁的最大撓度不超過(guò)規(guī)范規(guī)定的限值。剛度計(jì)算的公式為：五、梁的剛度計(jì)算——構(gòu)件撓度(3)近似估算：框架梁，復(fù)雜2、變形限制值(1)主梁[w/l]=1/400，次梁[w/l]=1/250

(2)吊車梁[w/l]=1/500~1/800

(3)墻梁、檁條[w/l]=1/150~1/200

w/l

≤[w/l]

2、變形限制值(1)主梁[w/l]=1/400，次梁[w/l鋼結(jié)構(gòu)基本原理復(fù)習(xí)課件第五章分解

受橫向荷載（P）作用對(duì)強(qiáng)軸彎曲的梁，如果受壓翼緣沒(méi)有側(cè)向支承，當(dāng)P增加到某一數(shù)值時(shí)，梁可能突然發(fā)生側(cè)向彎曲，并伴有扭轉(zhuǎn)變形，這種現(xiàn)象稱為梁的整體失穩(wěn)，也稱整體屈曲或側(cè)（向屈）曲。第三節(jié)受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定性受橫向荷載（P）作用對(duì)強(qiáng)軸彎曲的梁，如果受壓翼緣沒(méi)有與軸壓構(gòu)件相似，梁在彎矩作用下產(chǎn)生彎曲變形。當(dāng)此彎矩M較小時(shí)，一個(gè)偶然的很小的側(cè)向干擾力雖能引起較小的側(cè)向變形，但在干擾力去除之后仍能恢復(fù)到原來(lái)的位置。若梁本身承受的彎矩已經(jīng)達(dá)到Mcr，則梁在偶然的很小的干擾力作用下會(huì)發(fā)生較大的側(cè)向變形，同時(shí)還伴隨有扭轉(zhuǎn)。這時(shí)即使去除干擾力，側(cè)向彎扭變形也不會(huì)消失。如果彎矩超出Mcr，則側(cè)向干擾力產(chǎn)生的彎扭變形將迅速增大，梁隨之失去承載能力。這種現(xiàn)象稱為梁?jiǎn)适дw穩(wěn)定，Mcr稱作臨界彎矩。說(shuō)明與軸壓構(gòu)件相似，梁在彎矩作用下產(chǎn)生彎曲變形。說(shuō)明單向受彎的梁，其截面一般高而窄，以獲得彎矩作用平面內(nèi)較高的抗彎承載力，但這種截面形式抗扭和側(cè)向抗彎剛度較差。理想梁（不計(jì)其缺陷時(shí)）的彎扭屈曲是與軸心受壓構(gòu)件的屈曲一樣，是一個(gè)出現(xiàn)平衡分枝的穩(wěn)定問(wèn)題。說(shuō)明單向受彎的梁，其截面一般高而窄，以獲得彎矩作用平面內(nèi)較高的抗【受彎構(gòu)件產(chǎn)生整體失穩(wěn)的主要原因】是側(cè)向剛度太小，抗扭剛度太小，側(cè)向支承點(diǎn)的間距太大等，應(yīng)對(duì)受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定進(jìn)行驗(yàn)算。【受彎構(gòu)件產(chǎn)生整體失穩(wěn)的主要原因】是側(cè)向剛度太小，抗扭剛度太【原因】

受壓翼緣應(yīng)力達(dá)臨應(yīng)力，其弱軸為1-1軸，但由于有腹板作連續(xù)支承，（下翼緣和腹板下部均受拉，可以提供穩(wěn)定的支承），只有繞y軸屈曲，側(cè)向屈曲后，彎矩平面不再和截面的剪切中心重合，必然產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。XXYY11XXYY

梁維持其穩(wěn)定平衡狀態(tài)所承擔(dān)的最大荷載或最大彎矩，稱為臨界荷載或臨界彎矩?！驹颉渴軌阂砭墤?yīng)力達(dá)臨應(yīng)力，其弱軸為1-1軸，但由（側(cè)向彎曲，伴隨扭轉(zhuǎn)——出平面彎扭屈曲。）一、受彎失穩(wěn)概念（側(cè)向彎曲，伴隨扭轉(zhuǎn)——出平面彎扭屈曲。）一、受彎失穩(wěn)概念(1)高而窄的梁，彎矩作用平面外剛度弱；(2)梁跨度大，彎矩作用平面外約束少；(3)開(kāi)口截面，扭轉(zhuǎn)剛度弱；(4)平面外彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形過(guò)大；(5)側(cè)向彎扭失穩(wěn)；【失穩(wěn)變形特征】對(duì)強(qiáng)軸彎曲，對(duì)弱軸彎曲，扭轉(zhuǎn)三種變形組合。(1)高而窄的梁，彎矩作用平面外剛度弱；【失穩(wěn)變形特征】對(duì)強(qiáng)二、梁的扭轉(zhuǎn)1、剪切中心梁在橫向荷載作用下使截面受剪時(shí)，剪應(yīng)力合力的作用點(diǎn)s為剪切中心，當(dāng)橫向荷載通過(guò)剪切中心時(shí)，不出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)變形；截面受扭時(shí)，繞剪切中心扭轉(zhuǎn)。二、梁的扭轉(zhuǎn)2.自由扭轉(zhuǎn)梁受扭矩作用時(shí)，非圓截面可以自由產(chǎn)生翹曲，不受約束——自由扭轉(zhuǎn)，截面上只有剪應(yīng)力和剪應(yīng)變，沒(méi)有正應(yīng)力，沒(méi)有彎矩。2.自由扭轉(zhuǎn)非圓截面自由扭矩Mk與自由扭轉(zhuǎn)角變形J之間的關(guān)系。J為扭轉(zhuǎn)常數(shù)K與截面形狀有關(guān)，焊接截面K=1.0非圓截面自由扭矩Mk與自由扭轉(zhuǎn)角變形J之間的關(guān)系。J為扭轉(zhuǎn)常3、約束扭轉(zhuǎn)

非圓截面桿件受扭矩作用時(shí)，截面不能自由翹曲，縱向變形受到約束——約束扭轉(zhuǎn)，截面上有剪切變形和彎曲變形。3、約束扭轉(zhuǎn)設(shè)工形截面的約束扭轉(zhuǎn)角(小變形)為j

，翼緣位移：?jiǎn)蝹€(gè)翼緣翹曲受到約束產(chǎn)生的彎矩：設(shè)工形截面的約束扭轉(zhuǎn)角(小變形)為j，翼緣位移：?jiǎn)蝹€(gè)翼緣約束全截面翹曲的扭轉(zhuǎn)抵抗矩(翹曲扭矩)：

Iw=I1h2/2，為工形截面彎曲扭轉(zhuǎn)常數(shù)，或扇性慣性矩

I1=b3t/12，為翼緣板慣性矩約束全截面翹曲的扭轉(zhuǎn)抵抗矩(翹曲扭矩)：Iw=I1h2/4、扭轉(zhuǎn)平衡方程

非圓截面桿件受外扭矩Mz作用，由自由扭矩Mk和翹曲扭矩Mw共同抵抗，內(nèi)外扭矩平衡或4、扭轉(zhuǎn)平衡方程或三、純彎工形簡(jiǎn)支梁的彎扭失穩(wěn)1、失穩(wěn)過(guò)程(1)梁在彎矩作用下產(chǎn)生彎曲變形v，并使上翼緣受壓，下翼緣受拉。(2)繞動(dòng)使梁產(chǎn)生側(cè)向彎曲變形u。三、純彎工形簡(jiǎn)支梁的彎扭失穩(wěn)(3)上翼緣壓力與變形相互作用，變形增加(4)下翼緣拉力與變形相互作用，變形減小(5)上翼緣變形增大，下翼緣變形減小，截面扭轉(zhuǎn)J(6)彎矩較小時(shí)，變形可以恢復(fù)，穩(wěn)定狀態(tài)(7)彎矩較大時(shí)，變形不能恢復(fù)，失穩(wěn)狀態(tài)(8)彎扭變形平衡，臨界狀態(tài)(3)上翼緣壓力與變形相互作用，變形增加2、臨界狀態(tài)方程(1)純彎構(gòu)件梁彎扭失穩(wěn)平衡方程2、臨界狀態(tài)方程(2)解平衡方程的臨界彎矩(3)影響臨界彎矩的參數(shù)：平面外彎曲剛度EIy，扭轉(zhuǎn)剛度GJ，梁跨l(2)解平衡方程的臨界彎矩(3)影響臨界彎矩的參數(shù)：四、實(shí)際工形簡(jiǎn)支梁的彎扭失穩(wěn)1、非均勻受彎(1)有梁端彎矩作用(2)有橫向荷載作用：上翼緣，下翼緣，軸線（bb稱為等效彎矩系數(shù)）四、實(shí)際工形簡(jiǎn)支梁的彎扭失穩(wěn)（bb稱為等效彎矩系數(shù)）2、非雙軸對(duì)稱工形截面(1)單軸對(duì)稱(2)加強(qiáng)受壓翼緣2、非雙軸對(duì)稱工形截面3、彈塑性失穩(wěn)(1)彈塑性變形(2)初始缺陷、殘余應(yīng)力3、彈塑性失穩(wěn)4、穩(wěn)定系數(shù)由得l1為側(cè)向支承點(diǎn)的間距，不完全等同梁的跨度lb1，t1為受壓翼緣寬度和厚度4、穩(wěn)定系數(shù)由得l1為側(cè)向支承點(diǎn)的間距，不完全等同梁的跨度l定義彈性臨界應(yīng)力：彈性穩(wěn)定系數(shù)：Wx1為對(duì)應(yīng)于受壓翼緣的抵抗矩定義彈性臨界應(yīng)力：彈性穩(wěn)定系數(shù)：Wx1為對(duì)應(yīng)于受壓翼緣的抵抗鋼結(jié)構(gòu)基本原理復(fù)習(xí)課件第五章分解五、現(xiàn)行規(guī)范穩(wěn)定系數(shù)1、焊接工形截面簡(jiǎn)支梁：一般焊接工形截面簡(jiǎn)支梁彈性穩(wěn)定系數(shù)jb：bb為等效彎矩系數(shù)，考慮橫向荷載分布、支座約束條件、荷載作用點(diǎn)的位置。規(guī)范已編制成與有關(guān)的表格。五、現(xiàn)行規(guī)范穩(wěn)定系數(shù)一般焊接工形截面簡(jiǎn)支梁彈性穩(wěn)定系數(shù)jb：加強(qiáng)受壓翼緣加強(qiáng)受拉翼緣雙軸對(duì)稱工形截面式中I1，I2為受壓和受拉翼緣對(duì)y軸的慣性矩hb考慮截面不對(duì)稱性：加強(qiáng)受壓翼緣加強(qiáng)受拉翼緣雙軸對(duì)稱工形截面式中I1，I2為受對(duì)于每一個(gè)型鋼截面，根據(jù)不同側(cè)向支撐間距，不同荷載作用點(diǎn)位置，分別計(jì)算彈性穩(wěn)定系數(shù)編成表格。2、熱軋工字鋼截面：3、其他截面：計(jì)算詳見(jiàn)規(guī)范?！菊f(shuō)明】上述穩(wěn)定系數(shù)時(shí)按彈性理論得到的，當(dāng)時(shí)梁已經(jīng)進(jìn)入彈塑性工作狀態(tài)，整體穩(wěn)定臨界離顯著降低，因此應(yīng)對(duì)穩(wěn)定系數(shù)加以修正，即：對(duì)于每一個(gè)型鋼截面，根據(jù)不同側(cè)向支撐間距，不同4、彈塑性穩(wěn)定系數(shù)時(shí)，非彈性失穩(wěn)。彈性穩(wěn)定系數(shù)jb換算成非彈性穩(wěn)定系數(shù)jb’

，但是不大于1.0：或簡(jiǎn)寫為：記住啦！4、彈塑性穩(wěn)定系數(shù)時(shí)，非彈性失穩(wěn)。彈性穩(wěn)定系數(shù)jb換算成非彈5、梁的整體穩(wěn)定計(jì)算臨界彎矩:設(shè)計(jì)要求:jb為彈性或非彈性穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算臨界彎矩的方法比較復(fù)雜，不可能直接采用M≤Mcr/γR的方法。規(guī)范采用與軸心受壓構(gòu)件相似的方法計(jì)算梁的整體穩(wěn)定性。

5、梁的整體穩(wěn)定計(jì)算臨界彎矩:設(shè)計(jì)要求:jb為彈性或非彈性穩(wěn)

式中：Mx——繞強(qiáng)軸（x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)。雙向受彎時(shí)，梁的整體穩(wěn)定計(jì)算公式為

式中：Wx、Wy——按受壓翼緣確定的梁毛截面抵抗矩；

——繞強(qiáng)軸彎曲所確定的梁整體穩(wěn)定系數(shù)；對(duì)于熱軋工字型鋼，根據(jù)荷載情況查表得到。jbjb

jbjb注:①同表

的注③和⑤

表中的

適用于3號(hào)鋼。對(duì)其它鋼號(hào)，表中數(shù)值應(yīng)乘以235/fy

。

軋制普通工字鋼簡(jiǎn)支梁的φb注:①同表

的注③和⑤軋制普通工字鋼簡(jiǎn)支6、影響臨界彎矩的主要因素

從上面計(jì)算式可以看出，影響梁彎扭屈曲臨界彎矩的因素很多，下面對(duì)幾個(gè)主要因素進(jìn)行分析。（1）

梁的側(cè)向抗彎剛度

EIy、抗扭剛度GIt和抗翹曲剛度EIω愈大，則臨界彎矩愈大。（2）梁的跨度L（或側(cè)向支承點(diǎn)的間距）愈小，則臨界彎矩愈大。（3）βb值愈大則臨界彎矩愈大。（4）

當(dāng)梁受純彎時(shí)，彎矩圖為矩形，梁中所有截面的彎矩都相等，此時(shí)β1值最?。é?＝1.0

），在其它荷載作用下β1值均大于1.0。（5）

梁支承對(duì)位移的約束程度愈大，則臨界彎矩愈大。6、影響臨界彎矩的主要因素從上面計(jì)算式可以看出，影響（6）

橫向荷載在截面上的作用位置對(duì)臨界彎矩有影響。對(duì)于工字形截面,當(dāng)橫向荷載作用在上翼緣時(shí),易失穩(wěn)；當(dāng)荷載作用在下翼緣時(shí),不易失穩(wěn)?！疽?yàn)椤苛阂坏┌l(fā)生扭轉(zhuǎn)，作用在上翼緣的荷載P對(duì)彎曲中心產(chǎn)生不利的附加扭矩Pe，使梁的扭轉(zhuǎn)加劇，助長(zhǎng)梁屈曲，從而降低了梁的臨界荷載；oePθ荷載作用在下翼緣,附加扭矩會(huì)減緩梁的扭轉(zhuǎn)變形,提高梁的臨界荷載。oePθ（6）

橫向荷載在截面上的作用位置對(duì)臨界彎矩有影響。對(duì)于工說(shuō)明求梁的整體穩(wěn)定系數(shù)φb，實(shí)際上就是求臨界彎矩或臨界應(yīng)力。影響臨界應(yīng)力的因素很多。從梁的幾何尺寸來(lái)說(shuō)，雙軸對(duì)稱截面(工字形、箱形)、加寬加厚翼緣的H形截面比較理想，槽形、T形,尤其是L形較差；梁的側(cè)向自由長(zhǎng)度小，也有利于提高臨界彎矩；從荷載的類型和作用位置分析，純彎曲、均布荷載和跨中集中荷載三種情況，當(dāng)受彎最大截面發(fā)生扭曲時(shí)，顯然以純彎曲最不利，而跨中集中荷載因相鄰截面彎矩小而較為有利。說(shuō)明六、影響梁整體穩(wěn)定的主要因素1．側(cè)向抗彎剛度、抗扭剛度；2．受壓翼緣的自由長(zhǎng)度(受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)間距);3．荷載作用種類；4．荷載作用位置；5．梁的支座情況。七、提高梁整體穩(wěn)定性的主要措施

1.增加受壓翼緣的寬度；2.在受壓翼緣設(shè)置側(cè)向支撐。六、影響梁整體穩(wěn)定的主要因素1．側(cè)向抗彎剛度、抗扭剛度；七、八、不需要計(jì)算穩(wěn)定性的受彎構(gòu)件【失穩(wěn)】構(gòu)件側(cè)向剛度弱，扭轉(zhuǎn)剛度弱側(cè)向變形和扭轉(zhuǎn)變形大?！痉€(wěn)定】提高剛度，約束變形。情形一：梁受壓翼緣與混凝土板連續(xù)連接，可不計(jì)算整體穩(wěn)定性，樓板剛度大，約束梁平面外變形，但在施工階段可能剛度不足。情形二：

設(shè)上下翼緣側(cè)向支撐(懸臂梁)。情形三：

加密次梁或支撐間距。八、不需要計(jì)算穩(wěn)定性的受彎構(gòu)件【失穩(wěn)】構(gòu)件側(cè)向剛度弱，扭轉(zhuǎn)剛工形截面經(jīng)分析jb與l1/b1成反比，只要l1/b1較小可保證穩(wěn)定減少l1或加寬受壓翼緣b1【另外】工形截面經(jīng)分析jb與l1/b1成反比，只要l1/b1較小可保所以，工形截面簡(jiǎn)支梁滿足下列要求可不計(jì)算整體穩(wěn)定性：跨中無(wú)側(cè)向支承點(diǎn)，荷載作用在上翼緣跨中無(wú)側(cè)向支承點(diǎn)，荷載作用在下翼緣跨中有側(cè)向支承點(diǎn)要掌握?。∷?，工形截面簡(jiǎn)支梁滿足下列要求可不計(jì)算整體穩(wěn)定性：跨中無(wú)側(cè)即，H型鋼或等截面工字形簡(jiǎn)支梁受壓翼緣的自由長(zhǎng)度l1與其寬度b1之比不超過(guò)下表規(guī)定時(shí)；12.015.09.5Q42012.515.510.0Q39013.016.510.5Q34516.020.013.0Q235荷載作用在下翼緣荷載作用在上翼緣跨中受壓翼緣有側(cè)向支承點(diǎn)的梁,不論荷載作用在何處跨中無(wú)側(cè)向支承點(diǎn)的梁

l1/b1條件鋼號(hào)即，H型鋼或等截面工字形簡(jiǎn)支梁受壓翼緣的自由長(zhǎng)度l1與其寬度同時(shí)，對(duì)于箱形截面簡(jiǎn)支梁，其截面尺寸滿足：亦可不計(jì)算整體穩(wěn)定性。bb0t1h0twtwt2b1b2h同時(shí)，對(duì)于箱形截面簡(jiǎn)支梁，其截面尺寸滿足：bb0t1h0tw【例題5.4】焊接工字形截面簡(jiǎn)支梁,跨度為12m,承受3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值為P=190kN的集中力(一個(gè)在跨中,另兩個(gè)對(duì)稱布置在距跨中3m處),梁自重標(biāo)準(zhǔn)值為1.9kN/m,采用Q235鋼,在跨中有一側(cè)向支承點(diǎn),驗(yàn)算該梁整體穩(wěn)定。【解】(1)L1/b=20>13故需驗(yàn)算整體穩(wěn)定性。(2)計(jì)算截面幾何特征Ix=648500cm4Iy=6300cm4A=140×1+2×30×1.4=224cm4Wx==9080cm3【例題5.4】焊接工字形截面簡(jiǎn)支梁,跨度為12m,承受3個(gè)標(biāo)75iy=5.3cmλy=113(3)計(jì)算整體穩(wěn)定系數(shù)φb和φb′由表得βb=1.15因系雙軸對(duì)稱截面ηb=0φb=1.413φb′=0.87(4)整體穩(wěn)定驗(yàn)算Mmax=1637kN·mMmax/φb′Wx=207.4N/mm2<f=215N/mm2故該梁不會(huì)發(fā)生整體失穩(wěn)。iy=5.3cmλy=11376【例題5.5】一簡(jiǎn)支梁受力及支承如圖所示，荷載標(biāo)準(zhǔn)值P＝180kN，分項(xiàng)系數(shù)1.4，不計(jì)自重，Q235鋼，f=215N/mm2,fv=125N/mm2,，

=0.6,要求：（1）驗(yàn)算該梁的強(qiáng)度(考慮部分塑性發(fā)展)。（2）若在跨中受壓翼緣設(shè)置一道側(cè)向支撐,試驗(yàn)算該梁的整體穩(wěn)定性。【例題5.5】一簡(jiǎn)支梁受力及支承如圖所示，荷載標(biāo)準(zhǔn)值P＝1877解：（1）①幾何特性：Ix=2×8×20×404×404+1/12×6×800×800×800=778290000mm4Wx=Ix/y=778290000/408=1908000mm3S=8×200×404+6×400×200=11264000mm3;S1=8×200×404=6464000mm3②受力：Mmax=1/4×

PL=1/4×1.4×180×6=378kN.m;Vmax=1/×

2P=1/2×1.4×180=126kN解：（1）①幾何特性：78③應(yīng)力：翼緣最外邊緣：

MPa<f＝215MPa腹板中心處：

MPa<fv＝125MPa翼緣與腹板交界處折算應(yīng)力：

MPa;

MPa

③應(yīng)力：79④結(jié)論：強(qiáng)度滿足要求。（2）

,故梁的整體穩(wěn)定性不需要驗(yàn)算。折算應(yīng)力

MPa<f＝215MPa④結(jié)論：強(qiáng)度滿足要求。折算應(yīng)力80選擇題1、雙軸對(duì)稱工字形截面簡(jiǎn)支梁,受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)間距和截面尺寸都不變,受作用的梁臨界彎矩最低（）。A、多數(shù)集中荷載B、均布荷載C、純彎曲D、跨中集中荷載2、工字形截面簡(jiǎn)支梁上翼緣受集中荷載作用,鋼材Q235,為提高其整體穩(wěn)定承載力,最合理的方法是（）。A、改用Q345鋼B、加高腹板C、在梁跨中下翼緣加側(cè)向支撐D、在梁跨中上翼緣加側(cè)向支撐。選擇題1、雙軸對(duì)稱工字形截面簡(jiǎn)支梁,受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)間距和813、當(dāng)梁整體穩(wěn)定系數(shù)?b>6.0時(shí)，用?′b代替?b，主要是因?yàn)椋ǎ?。A、梁的局部穩(wěn)定有影響

B、梁已進(jìn)入彈塑性階段C、梁發(fā)生了彎扭變形

D、梁的強(qiáng)度降低了。4、一簡(jiǎn)支梁受均布荷載作用，其中永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值為15kN/m，僅一個(gè)可變荷載，其標(biāo)準(zhǔn)值為20kN/m，則強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的設(shè)計(jì)荷載為（）。A、q=1.2×15+1.4×20B、q=15+20C、q=1.2×15+0.85×1.4×20D、q=1.2×15+0.6×1.4×203、當(dāng)梁整體穩(wěn)定系數(shù)?b>6.0時(shí)，用?′b代替?b，主要是825、梁的整體失穩(wěn)屬于第一類穩(wěn)定問(wèn)題，其失穩(wěn)形式為（）。A、彎曲失穩(wěn)B、扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)C、彎扭失穩(wěn)D、局部失穩(wěn)6、下列因素中，對(duì)梁在彈性階段的整體穩(wěn)定承載力影響不大的是（）。A、梁的側(cè)向抗彎剛度

B、梁所用材料的屈服點(diǎn)C、荷載種類

D、荷載作用位置5、梁的整體失穩(wěn)屬于第一類穩(wěn)定問(wèn)題，其失穩(wěn)形式為（83

鋼受彎構(gòu)件的截面大都是由板件組成的。如果板件的寬厚比過(guò)大，在一定的荷載條件下會(huì)出現(xiàn)波浪狀的鼓曲變形，這種現(xiàn)象稱為局部失穩(wěn)。其局部失穩(wěn)是不同約束條件下的平板在不同應(yīng)力分布下的失穩(wěn)。即在進(jìn)行梁的截面設(shè)計(jì)時(shí)，考慮強(qiáng)度，腹板宜既高又?。豢紤]穩(wěn)定，翼緣宜既寬又薄。與軸心受壓構(gòu)件相仿，在荷載作用下，受壓翼緣和腹板有可能發(fā)生波形屈曲，稱為梁的局部失穩(wěn)。第四節(jié)薄板梁局部穩(wěn)定性和加勁肋設(shè)計(jì)一、概念鋼受彎構(gòu)件的截面大都是由板件組成的。如果板

梁局部失穩(wěn)梁局部失穩(wěn)防止的辦法有兩種，一種是加厚鋼板，一種是布置加勁肋減小幅面，即把腹板分成若干帶有邊框的區(qū)格而不失穩(wěn)。

梁?jiǎn)适Ь植糠€(wěn)定后，梁的部分區(qū)域退出工作，受彎構(gòu)件的翼緣和腹板發(fā)生局部屈曲，雖然不致于使梁立即達(dá)到極限承載能力而破壞，但局部失穩(wěn)會(huì)惡化梁的受力性能，因而也必須避免。使梁的有效截面積和剛度減小，強(qiáng)度承載力和整體穩(wěn)定性降低。防止的辦法有兩種，一種是加厚鋼板，一種是布置加勁肋減小幅二、各種受力狀態(tài)下的局部穩(wěn)定性1、受壓翼緣局部穩(wěn)定【近似視為】一單向均勻受壓薄板【臨界應(yīng)力】【視受壓翼緣懸伸部分】三邊簡(jiǎn)支、一邊自由，且板長(zhǎng)趨于無(wú)窮大，故β=0.425；不考慮腹板對(duì)翼緣的約束作用，，令η=0.25，則：由條件，得：二、各種受力狀態(tài)下的局部穩(wěn)定性1、受壓翼緣局部穩(wěn)定【近似視為強(qiáng)度計(jì)算考慮截面塑性發(fā)展時(shí)：強(qiáng)度計(jì)算不考慮截面塑性發(fā)展（γx=1.0）時(shí)：對(duì)于箱形截面受壓翼緣在兩腹板（或腹板與縱向加勁肋）間的無(wú)支承寬度b0與其厚度的比值應(yīng)滿足：【規(guī)范規(guī)定】不發(fā)生局部失穩(wěn)的板件寬厚比：強(qiáng)度計(jì)算考慮截面塑性發(fā)展時(shí)：【規(guī)范規(guī)定】不發(fā)生局部失穩(wěn)的板件tbb0th0twbtbb0th0twtbb0th0twbtbb0th0tw2、腹板局部穩(wěn)定腹板采用加厚鋼板的方法是很不經(jīng)濟(jì)的，布置加勁肋是一種有效措施。加勁肋分橫向加勁肋、縱向加勁肋和短加勁肋幾種。取圖中只布置了橫向加勁肋的板段進(jìn)行分析，該段腹板上、下翼緣為彈性嵌固，左右加勁肋則為簡(jiǎn)支?？v向加勁肋橫向加勁肋2、腹板局部穩(wěn)定腹板采用加厚鋼板的方法是很不經(jīng)濟(jì)的，布置加勁圖

組合應(yīng)力作用下的腹板該板段邊緣上受有彎曲應(yīng)力σ，剪應(yīng)力τ，局部壓應(yīng)力σc，假如三種應(yīng)力分別單獨(dú)作用于板邊時(shí)，可用彈性理論求出各自的臨界應(yīng)力σcr、τcr、σccr。圖組合應(yīng)力作用下的腹板該板段邊緣上受有彎曲應(yīng)力σ，三、提高腹板穩(wěn)定性的方法控制寬厚比——提高臨界應(yīng)力>fy布置加勁肋——提高剛度，減小變形縱向加勁肋——避免彎曲壓應(yīng)力失穩(wěn)，受壓區(qū)橫向加勁肋——避免剪切應(yīng)力失穩(wěn)，剪力大區(qū)域支承加勁肋——避免局部壓應(yīng)力失穩(wěn)，集中力處三、提高腹板穩(wěn)定性的方法控制寬厚比——提高臨界應(yīng)力>fy圖

腹板加勁肋的構(gòu)造四、腹板加勁肋布置和計(jì)算圖腹板加勁肋的構(gòu)造四、腹板加勁肋布置和計(jì)算（一）純彎屈曲提高臨界應(yīng)力的有效辦法：設(shè)縱向加勁肋。由非均勻受壓薄板的屈曲理論，得：規(guī)范取：為不設(shè)縱向加勁肋限值。（一）純彎屈曲提高臨界應(yīng)力的有效辦法：設(shè)縱向加勁肋。由非均勻（二）純剪屈曲σσσσ彈性階段臨界應(yīng)力：ττττhoa式中：規(guī)范取：為不設(shè)橫向加勁肋限值。（二）純剪屈曲σσσσ彈性階段臨界應(yīng)力：ττττhoa式中：（三）局部壓應(yīng)力下的屈曲腹板在局部壓應(yīng)力下不會(huì)發(fā)生屈曲。hoa規(guī)范?。海ㄈ┚植繅簯?yīng)力下的屈曲腹板在局部壓應(yīng)力下不會(huì)發(fā)生屈曲。ho小結(jié)：承受靜力荷載與間接承受動(dòng)力荷載的實(shí)腹梁應(yīng)在彎曲受壓較大區(qū)格，加配縱向加勁肋。小結(jié)：承受靜力荷載與間接承受動(dòng)力荷載的實(shí)腹梁應(yīng)在彎曲受壓較大以上公式中h0為腹板的計(jì)算高度，tw為腹板厚度。(4)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。對(duì)于單軸對(duì)稱截面梁，在確定是否配置縱向加勁肋時(shí)，h0取腹板受壓區(qū)高度hc的2倍。以上公式中h0為腹板的計(jì)算高度，tw為腹板厚度。(41．加勁肋布置宜成對(duì)布置，對(duì)于靜力荷載下的梁可單側(cè)布置。橫向加勁肋的間距a應(yīng)滿足：(1)僅設(shè)置橫向加勁肋時(shí)2.加勁肋的截面尺寸當(dāng)時(shí),縱向加勁肋至腹板計(jì)算高度邊緣的距離應(yīng)在:(四）加勁肋的構(gòu)造和截面尺寸1．加勁肋布置宜成對(duì)布置，對(duì)于靜力荷載下的梁可單側(cè)布置。橫向橫向加勁肋的寬度：橫向加勁肋的厚度：?jiǎn)蝹?cè)布置時(shí)，外伸寬度增加20％。

(2)同時(shí)設(shè)置橫向、縱向加勁肋時(shí)，除滿足以上要求外：橫向加勁肋應(yīng)滿足:縱向加勁肋應(yīng)滿足:橫向加勁肋的寬度：橫向加勁肋的厚度：?jiǎn)蝹?cè)布置時(shí)，外伸寬度增加CCCCC50-100tho≤2t五、支承加勁肋構(gòu)造與計(jì)算圖3支承加勁肋的構(gòu)造CCCCC50-100tho≤2t五、支承加勁肋構(gòu)造與計(jì)算圖1.端面承壓Ace--加勁肋端面實(shí)際承壓面積fce--鋼材承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值支座處的支承加勁肋分普通式和突緣式兩種，突緣的長(zhǎng)度不應(yīng)大于其厚度的兩倍。普通式支承加勁肋的兩端與突緣支承加勁肋下端應(yīng)刨平，靠與上、下翼緣或支座頂緊來(lái)傳力，也可以采用焊縫傳力。1.端面承壓Ace--加勁肋端面實(shí)際承壓面積fce--鋼材承3.支承加勁肋與腹板的連接焊縫，應(yīng)按承受全部集中力或支座反力，計(jì)算時(shí)假定應(yīng)力沿焊縫長(zhǎng)度均勻分布。2.加勁肋應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算其垂直于腹板方向的整體穩(wěn)定，截面為十字形截面，取加勁肋每側(cè)腹板長(zhǎng)度為及加勁肋,作為計(jì)算截面面積。4.支承加勁肋與翼緣的連接焊縫，應(yīng)按傳力情況進(jìn)行連接焊縫計(jì)算。3.支承加勁肋與腹板的連接焊縫，應(yīng)按承受全部集中力或支座反力

(1)工廠拼接【位置】常由鋼板尺寸決定【注意】應(yīng)使翼緣與腹板的拼接位置錯(cuò)開(kāi),并避免與次梁和加勁肋焊縫重疊交叉,保持不小于10tw的距離。

【焊縫】以采用直縫對(duì)接為宜。第五節(jié)梁的拼接、主次梁連接與支座一、梁的拼接(1)工廠拼接第五節(jié)梁的拼接、主次梁連接與支座一、(2)工地拼接【位置】由運(yùn)輸安裝條件決定【注意】設(shè)在受力較小部位【焊縫】采用對(duì)接焊縫,做好向上V形坡口與施焊順序。~500~50012344551245345(2)工地拼接~500~5001234455124534(3)型鋼梁的拼接(4)組合梁的拼接≥10tw1245345(3)型鋼梁的拼接(4)組合梁的拼接≥10tw1245345鉸接連接可分疊接和平接兩種，疊接是次梁直接擱在主梁上，用螺栓或焊縫固定。二、主梁與次梁連接鉸接連接可分疊接和平接兩種，疊接是次梁直接擱在主梁上，用平接則建筑高度較小，次梁的上翼緣必須切去一段，如與支承加勁肋相連，下翼緣也須部分切除。連接焊縫和螺栓應(yīng)按次梁的反力分析計(jì)算，考慮到連接并非真正鉸接，會(huì)產(chǎn)生一定的彎矩，故計(jì)算時(shí)將反力加大20%～30%。平接則建筑高度較小，次梁的上翼緣必須切去一段，如與支承加【常用類型】平板支座、弧形支座、滾軸支座三種。三、梁支承于柱墩（磚墻）上R平板支座b弧形支座r鉸軸式支座【常用類型】平板支座、弧形支座、滾軸支座三種。三、梁支承支承板厚度t：由支承板單位寬度所受彎矩計(jì)算構(gòu)造要求支承板厚度t：由支承板單位寬度所受彎矩計(jì)算構(gòu)造要求§5-5

型鋼梁的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)原則

強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、剛度要求、局壓承載力局部穩(wěn)定一般均滿足要求。二、設(shè)計(jì)步驟

（一）單向彎曲型鋼梁以工字型鋼為例

1、梁的內(nèi)力求解：設(shè)計(jì)荷載下的最大Mx’及V’（不含自重）。

2、Wnx求解：第六節(jié)型鋼梁設(shè)計(jì)§5-5型鋼梁的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)原則第六節(jié)型鋼梁設(shè)計(jì)選取適當(dāng)?shù)男弯摻孛妫媒孛鎱?shù)。3、彎曲正應(yīng)力驗(yàn)算：求得設(shè)計(jì)荷載及其自重作用下的，截面最大設(shè)計(jì)內(nèi)力Mx和V4、最大剪力驗(yàn)算5、整體穩(wěn)定驗(yàn)算6、局壓驗(yàn)算7、剛度驗(yàn)算選取適當(dāng)?shù)男弯摻孛?，得截面參?shù)。（二）雙向彎曲型鋼梁以工字型鋼為例

1、梁的內(nèi)力求解：設(shè)計(jì)荷載下的最大Mx’、V’（不含自重）和My

。

2、Wnx可由強(qiáng)度初估：選取適當(dāng)?shù)男弯摻孛妫媒孛鎱?shù)。

3、抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算： 求得設(shè)計(jì)內(nèi)力Mx、V（含自重）和My

（二）雙向彎曲型鋼梁三、類型熱軋型鋼：工字鋼，槽鋼，T型鋼，H型鋼—框架梁，樓層梁，屋面梁，單向受彎梁冷彎型鋼：C型鋼，Z型鋼—墻梁，檁條，雙向受彎梁三、類型冷彎型鋼：C型鋼，Z型鋼—墻梁，檁條，雙向受彎梁例題6.6：設(shè)計(jì)熱軋工形簡(jiǎn)支次梁，恒載3kN/m2,活載4.5kN/m2,采用Q235-B.F鋼材,次梁跨度6m，間距3m。例題6.6：設(shè)計(jì)熱軋工形簡(jiǎn)支次梁，恒載3kN/m2,活載4.115解：梁跨度l=6m，鋼材抗彎強(qiáng)度f(wàn)=215N/mm2，抗剪強(qiáng)度f(wàn)v=125N/mm2(1)樓面荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=3.0+4.5=7.5kN/m2，荷載設(shè)計(jì)值q=1.2×3.0+1.4×4.5=9.9kN/m2(2)梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值qkl=3.0×7.5kN/m2=

22.5kN/m設(shè)計(jì)值ql=3.0×9.9kN/m2=

29.7kN/m(3)梁跨中彎矩Mx=

29.7×62/8=133.65kNm工形截面塑性發(fā)展系數(shù)gx=1.05所需截面抵抗矩Wx>Mx/gx

f=133.65×106/(1.05×215)=0.592×106mm3解：梁跨度l=6m，鋼材抗彎強(qiáng)度f(wàn)=215N/mm2，116(4)查表選截面I32a，A=6712mm2,Ix=1.108×108mm4，Wx=0.692×106mm3，Sx=0.4×106mm3,h=320mm，tw=9.5mm(5)計(jì)算抗剪強(qiáng)度剪力V=

29.7×6/2=89.1kNt=VSx/twIx=33.8N/mm2<fv近似計(jì)算t≈1.2V/htw=35N/mm2(6)計(jì)算撓度w=5qkll4/384EIx=16.6mmw/l=1/360<1/250滿足要求

(4)查表選截面I32a，A=6712mm2,117(7)整體穩(wěn)定計(jì)算如果樓板與梁可靠連接可不必計(jì)算整體穩(wěn)定性，否則應(yīng)計(jì)算整體穩(wěn)定性。查表jb=0.6，穩(wěn)定計(jì)算s=Mx/jbWx=322N/mm2>f截面應(yīng)改為Wx>Mx/jbf=1.035×106mm3選用I40a，A=8607mm2，Wx=

1.085×106mm3面積增加28%鋼結(jié)構(gòu)基本原理復(fù)習(xí)課件第五章分解118第七節(jié)焊接鋼梁設(shè)計(jì)一、應(yīng)用(1)荷載和跨度較大的梁，無(wú)法選到合適的截面(2)受軋制設(shè)備限制,熱軋型鋼梁腹板和翼緣后,截面積大(3)焊接梁應(yīng)用比熱軋型鋼梁廣泛(4)工形和箱形截面，優(yōu)化截面尺寸二、設(shè)計(jì)過(guò)程(1)已知截面內(nèi)力，確定截面尺寸(2)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)假設(shè)截面尺寸，驗(yàn)算截面和構(gòu)件(3)根據(jù)優(yōu)化公式估算尺寸，驗(yàn)算截面和構(gòu)件(4)工形和箱形截面尺寸:,截面高度h、寬度b、腹板厚度tw、翼緣厚度tf第七節(jié)焊接鋼梁設(shè)計(jì)一、應(yīng)用二、設(shè)計(jì)過(guò)程§5-6

組合梁的設(shè)計(jì)三、截面選擇

原則：強(qiáng)度、穩(wěn)定、剛度、經(jīng)濟(jì)性等要求

1、截面高度

（1）容許最大高度hmax—凈空要求；

（2）容許最小高度hmin

由剛度條件確定，以簡(jiǎn)支梁為例：§5-6組合梁的設(shè)計(jì)三、截面選擇（3）梁的經(jīng)濟(jì)高度he

經(jīng)驗(yàn)公式：（3）梁的經(jīng)濟(jì)高度he2、腹板高度hw

因翼緣厚度較小，可取hw比h稍小，滿足50的模數(shù)。3、腹板厚度tw

由抗剪強(qiáng)度確定： 一般按上式求出的tw較小，可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：構(gòu)造要求：4、翼緣尺寸確定： 由Wx及腹板截面面積確定：綜上所述，梁的高度應(yīng)滿足：2、腹板高度hw綜上所述，梁的高度應(yīng)滿足：一般bf以10mm為模數(shù)，t以2mm為模數(shù)。確定bf

、t尚應(yīng)考慮板材的規(guī)格及局部穩(wěn)定要求。bfhwh1httwxx一般bf以10mm為模數(shù)，t以2mm為模數(shù)。bfhwh1h四、截面驗(yàn)算 截面確定后，求得截面幾何參數(shù)IxWxIyWy

等。

1、強(qiáng)度驗(yàn)算：抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、局壓強(qiáng)度、折算應(yīng)力；

2、整體穩(wěn)定驗(yàn)算；

3、局部穩(wěn)定驗(yàn)算，對(duì)于腹板一般通過(guò)加勁肋來(lái)保證

4、剛度驗(yàn)算；

5、動(dòng)荷載作用，必要時(shí)尚應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。四、截面驗(yàn)算 截面確定后，求得截面幾何參數(shù)IxWx五、組合梁截面沿長(zhǎng)度的改變 一般來(lái)講，截面M沿l改變，為節(jié)約鋼材，將M較小區(qū)段的梁截面減小，截面的改變有兩種方式：1、改變翼緣板截面（1）單層翼緣板，一般改變bf，而t不變，做法如圖：bfbf’12.5（a）（b）l~l/6~l/6M1M1M五、組合梁截面沿長(zhǎng)度的改變 一般來(lái)講，截面M沿l改變（2）多層翼緣板，可采用切斷外層翼緣板的方法，斷

點(diǎn)計(jì)算確定，做法如圖：為了保證，斷點(diǎn)處能正常工作，實(shí)際斷點(diǎn)外伸長(zhǎng)度l1應(yīng)滿足： lM1M1l1l1（2）多層翼緣板，可采用切斷外層翼緣板的方法，斷

1）端部有正面角焊縫時(shí)：當(dāng)hf

≥0.75t1時(shí)：l1

≥b1

當(dāng)hf

<0.75t1時(shí)：l1

≥1.5b12）端部無(wú)正面角焊縫時(shí)：l1

≥2b1

b1

、t1---外層翼緣板的寬度和厚度；hf--焊腳尺寸。lM1M1l1l11）端部有正面角焊縫時(shí)：lM1M1l1l12、改變梁高

具體做法如圖：h≥h/2h≥h/2抵緊焊接l/6~l/52、改變梁高

具體做法如圖：h≥h/2h≥h/2抵緊焊六、焊接組合梁翼緣焊縫計(jì)算單位長(zhǎng)度上的剪力V1：六、焊接組合梁翼緣焊縫計(jì)算單位長(zhǎng)度上的剪力V1：

當(dāng)有集中力作用而又未設(shè)加勁肋時(shí)，應(yīng)進(jìn)行折算應(yīng)力計(jì)算： 當(dāng)有集中力作用而又未設(shè)加勁肋時(shí)，應(yīng)進(jìn)行折算應(yīng)力計(jì)算：【補(bǔ)充：經(jīng)驗(yàn)估算】(1)梁高按高跨比估算h/l=1/15~1/20，取20mm倍數(shù)，考慮連接空間，h≥200mm(2)梁寬按高跨比估算b/h=1/4~2/3，取20mm倍數(shù)，考慮搭接長(zhǎng)度，b≥180mm(3)腹板厚度按高厚比估算h/tw=40~80，tw≥6mm

，取2mm倍數(shù)(4)翼緣厚度按寬厚比估算b/tf=20~30，tf≥8mm

，取2mm倍數(shù)，并使tf>tw【補(bǔ)充：經(jīng)驗(yàn)估算】【例題5.7】將前例熱軋工字鋼梁改為焊接工形截面。(1)估算截面尺寸h=6000(1/15~1/20)=300~400mm，取h=360mmb=360(1/4~2/3)=90~240mm，取b=200mmtw=360(1/40~1/80)=4.5~9，取tw=6mmtf=200(1/20~1/30)=6~10，取tf=8mm腹板高h(yuǎn)o=360-16=344mm【例題5.7】將前例熱軋工字鋼梁改為焊接工形截面。132(2)截面特性A=5264mm2，Ix=1.195×108mm4，

Wx=0.664×106mm3ix=150.6mm，Iy=10.67×106mm4，iy=45mm(3)截面驗(yàn)算抗彎計(jì)算：Mx/gWx=133.65×106/(1.05×0.664×106)=192N/mm2<f抗剪計(jì)算：1.2V/htw=1.2×89100/(360×6)=49.5N/mm2<fv撓度：w=5qkll4/384EIx=15.4mmw/l=1/390<1/250滿足要求

但面積僅為I32a的78%，節(jié)省22%(2)截面特性133(4)穩(wěn)定計(jì)算如樓板無(wú)法保整梁的整體穩(wěn)定性計(jì)算l1/b1=6000/200=30>13，需計(jì)算整體穩(wěn)定性計(jì)算彈性穩(wěn)定系數(shù)jb：x=l1t1/b1h=6000×8/(200×360)=0.67<2.0bb=0.69+0.13x=0.777，ly=6000/45=133(4)穩(wěn)定計(jì)算134彈塑性穩(wěn)定系數(shù)jb’=0.627Mx/jb’Wx=133.65×106/(0.627×0.664×106)=320N/mm2>f需增加截面尺寸，增加b可減小ly，加大jb和

Wx取b=240mm，增加tf=10mm，腹板高h(yuǎn)o=360-20=340mmA=6840mm2，Ix=1.667×108mm4，Wx=0.926×106mm3ix=160.4mm，Iy=46.08×106mm4，iy=82mm計(jì)算l1/b1=6000/240=25>13，需計(jì)算整體穩(wěn)定性計(jì)算彈性穩(wěn)定系數(shù)jb

：x=l1t1/b1h=6000×10/(240×360)=0.69<2.0bb=0.69+0.13x=0.78，ly=6000/82=73彈塑性穩(wěn)定系數(shù)jb’=0.627Mx/jb’Wx=133.135彈塑性穩(wěn)定系數(shù)jb’=0.9Mx/jb’Wx=133.65×106/(0.9×0.926×106)=160N/mm2<f但面積僅為I40a的79%，節(jié)省21%2、優(yōu)化計(jì)算(1)按用鋼梁最少確定截面尺寸(2)按抗彎強(qiáng)度確定截面抵抗矩Wx>Mx/gxf(3)經(jīng)濟(jì)梁高取20mm倍數(shù)，考慮連接空間，h≥200mm彈塑性穩(wěn)定系數(shù)jb’=0.9Mx/jb’Wx=133.65136保證梁寬b/h=1/4~2/3，取20mm倍數(shù)，考慮搭接長(zhǎng)度，b≥180mm翼緣厚度b/tf=20~30，tf≥8mm

，取2mm倍數(shù)，并使tf>tw(5)

由得翼緣面積(4)腹板經(jīng)濟(jì)厚度tw≥6mm

，取2mm倍數(shù)保證梁寬b/h=1/4~2/3，取20mm倍數(shù)，考慮搭接長(zhǎng)度137【例題5.8】?jī)?yōu)化選擇前例焊接工形截面。(1)優(yōu)化截面尺寸Wx>Mx/gx

f=0.592×106mm3經(jīng)濟(jì)梁高取h=300mm經(jīng)濟(jì)腹板厚取tw=6mm翼緣面積b=300(1/4~2/3)=60~200mm，取b=200mmtf=200(1/20~1/30)=6~10，取tf=8mm，btf=1600，可能不夠腹板高h(yuǎn)o=300-16=284mm【例題5.8】?jī)?yōu)化選擇前例焊接工形截面。138Wx=0.531×106mm3<0.592×106增加梁高最有效梁高增至340mm，ho=324mmA=5144mm2，Ix=1.052×108mm4，Wx=0.619×106mm3比經(jīng)驗(yàn)估算面積減少了僅3%，經(jīng)驗(yàn)估算足夠(1)大跨度，重載梁，梁高很高，如60m跨重級(jí)工作制吊車梁h≈6000mm，如按h/tw=40~80取腹板厚，tw=75~150mm，tf=100~200mm，鋼板過(guò)厚(2)經(jīng)濟(jì)厚度h/tw≈270，薄板梁，可能局部失穩(wěn)Wx=0.531×106mm3<0.592×106A=139一、設(shè)計(jì)特點(diǎn)(1)截面雙向受彎——豎向輪壓,橫向和縱向水平剎車力(2)移動(dòng)荷載作用——彈性設(shè)計(jì)，影響線計(jì)算最大內(nèi)力，循環(huán)荷載產(chǎn)生疲勞破壞(3)集中荷載——局部承壓和局部穩(wěn)定問(wèn)題(4)簡(jiǎn)支梁——正彎矩第七節(jié)焊接吊車梁設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)特點(diǎn)第七節(jié)焊接吊車梁設(shè)計(jì)二、吊車梁的形式(1)型鋼吊車梁——小跨度、小噸位，加強(qiáng)受壓翼緣(2)焊接吊車梁——中級(jí)工作制，加大受壓翼緣(3)吊車梁+加制動(dòng)結(jié)構(gòu)——重級(jí)工作制，大跨度三、設(shè)計(jì)要求(1)吊車參數(shù)——起吊重、輪距w、大車寬B、輪壓P、小車重g等(2)計(jì)算荷載和內(nèi)力——輪壓位置(3)選擇截面尺寸——經(jīng)濟(jì)高度，經(jīng)濟(jì)厚度二、吊車梁的形式三、設(shè)計(jì)要求鋼結(jié)構(gòu)基本原理復(fù)習(xí)課件第五章分解(4)驗(yàn)算截面強(qiáng)度——抗彎、抗剪、集中輪壓(5)驗(yàn)算構(gòu)件穩(wěn)定性——無(wú)制動(dòng)結(jié)構(gòu)(6)驗(yàn)算構(gòu)件撓度(7)驗(yàn)算腹板局部穩(wěn)定性(8)驗(yàn)算連接焊縫強(qiáng)度(9)驗(yàn)算疲勞計(jì)算(10)支承加勁肋計(jì)算(4)驗(yàn)算截面強(qiáng)度——抗彎、抗剪、集中輪壓四、荷載計(jì)算1、豎向輪壓(1)最大輪壓Pmax——根據(jù)吊車自重、起吊噸位、大車輪數(shù)，行走區(qū)間確定，由生產(chǎn)廠商提供。(2)動(dòng)力荷載——強(qiáng)度計(jì)算考慮動(dòng)力放大系數(shù)ad：1.05(懸掛吊車、輕級(jí)和中級(jí)工作制軟鉤吊車)，1.1(硬鉤吊車、重級(jí)工作制軟鉤吊車)(3)吊車梁自重、軌道自重、積灰和檢修荷載——最大輪壓的5%~10%，附加荷載系數(shù)h四、荷載計(jì)算(4)水平剎車力——取小車自重g和起吊重量Q之和的

百分比(制動(dòng)力系數(shù)gT):軟鉤吊車：Q≤10t gT=12%Q=15t~50t gT=10%Q≥75t gT=8%硬鉤吊車： gT=20%由兩側(cè)車輪傳遞平均，與軸線垂直;對(duì)重級(jí)工作制吊車梁，考慮橫向水平荷載增大系數(shù)aT>1.0.(4)水平剎車力——取小車自重g和起吊重量Q之和的五、內(nèi)力計(jì)算1、荷載設(shè)計(jì)值和標(biāo)準(zhǔn)值(1)最大豎向輪壓設(shè)計(jì)值:P=adhgQPmaxgQ—荷載分項(xiàng)系數(shù)，gQ=1.4(2)每輪橫向荷載設(shè)計(jì)值:T=aTgQgT(Q+g)/nn—大車輪總數(shù)(3)豎向輪壓標(biāo)準(zhǔn)值:Pk=hPmaxPPTT小車大車五、內(nèi)力計(jì)算PPTT小車大車2、最大設(shè)計(jì)彎矩—求極值(1)兩輪作用PPTTa12、最大設(shè)計(jì)彎矩—求極值PPTTa1(2)三輪作用PPTTa1PPTTa1a2(3)四輪作用(2)三輪作用PPTTa1PPTTa1a2(3)四輪作用3、最大設(shè)計(jì)剪力(1)兩輪作用PPa13、最大設(shè)計(jì)剪力PPa1(2)三輪作用PPa1PPa1a2(2)三輪作用PPa1PPa1a2六、截面估算1、腹板尺寸按單向受彎腹板高度腹板厚度2、翼緣尺寸軌道固定寬度<上翼緣寬度b1<大車行走允許尺寸下翼緣寬度b2<b1；翼緣厚度tf=(1/20~1/25)b六、截面估算腹板高度腹板厚度2、翼緣尺寸翼緣厚度tf=(1/七、無(wú)制動(dòng)結(jié)構(gòu)吊車梁計(jì)算1、抗彎強(qiáng)度(1)上翼緣——雙向受彎，承受水平剎車力(2)下翼緣——單向受彎凈截面特性—扣除軌道固定連接螺栓孔TP七、無(wú)制動(dòng)結(jié)構(gòu)吊車梁計(jì)算(2)下翼緣——單向受彎凈截面特性—2、抗剪強(qiáng)度腹板最大剪應(yīng)力3、腹板邊緣強(qiáng)度(1)局部輪壓lz=a+2hy，a=50mm，hy為從吊車軌頂至腹板邊的距離ahyhyP(2)上板邊折算應(yīng)力2、抗剪強(qiáng)度3、腹板邊緣強(qiáng)度lz=a+2hy，a=50mm4、整體穩(wěn)定(無(wú)制動(dòng)結(jié)構(gòu))(1)驗(yàn)算上翼緣寬度b1保證穩(wěn)定性(2)穩(wěn)定計(jì)算——毛截面5、撓度計(jì)算(1)撓度近似計(jì)算Mk按吊車輪壓標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算最大彎矩(2)撓度限制手動(dòng)吊車、單梁吊車：1/500中級(jí)工作制：1/600重級(jí)工作制：1/7504、整體穩(wěn)定(無(wú)制動(dòng)結(jié)構(gòu))(1)驗(yàn)算上翼緣寬度b1保證穩(wěn)定6、局部穩(wěn)定計(jì)算(1)受壓(上)翼緣穩(wěn)定性(2)腹板穩(wěn)定性按寬厚比ho/tw計(jì)算（b1，t1受壓(上)翼緣寬度和厚度）均勻布置橫向加勁肋，間距a=ho~2ho，距下翼緣50mmaa50mm6、局部穩(wěn)定計(jì)算(1)受壓(上)翼緣穩(wěn)定性(2)腹板穩(wěn)定性均勻布置橫向加勁肋，間距且k1，k2，k3，k4系數(shù)與sc/t和sc/s有關(guān)同時(shí)布置橫向加勁肋和縱向加勁肋均勻布置橫向加勁肋，間距且k1，k2，k3，k4系數(shù)與7、翼緣和腹板焊縫計(jì)算(1)受壓(上)翼緣與腹板溶透對(duì)接焊縫連接，承受壓應(yīng)力和剪應(yīng)力，一、二級(jí)，保證等強(qiáng)度連接(2)受拉(下)翼緣與腹板雙面角焊縫連接，承受剪應(yīng)力，焊腳尺寸hf腹板邊緣剪應(yīng)力t1，單位長(zhǎng)度焊縫剪力Nv=t1tw焊縫強(qiáng)度計(jì)算7、翼緣和腹板焊縫計(jì)算(1)受壓(上)翼緣與腹板溶透對(duì)接焊縫8、疲勞計(jì)算(1)承受反復(fù)荷載作用(2)初始缺陷(微裂紋、焊接缺陷)，應(yīng)力集中，裂紋擴(kuò)展，發(fā)生脆性破壞(3)吊車梁設(shè)計(jì)必須考慮疲勞問(wèn)題8、疲勞計(jì)算八、疲勞問(wèn)題1、疲勞概念(1)長(zhǎng)期受反復(fù)(循環(huán))荷載作用，10萬(wàn)次以上(50年基準(zhǔn)期內(nèi)平均每天5次以上)，橋梁、吊車梁、鐵路軌道等(2)有拉應(yīng)力作用(裂紋擴(kuò)展)(3)疲勞壽命(循環(huán)次數(shù)N，而不是時(shí)間)與應(yīng)力大小有關(guān)(4)每次循環(huán)最大和最小應(yīng)力(拉應(yīng)力為正)之比r=smax/smin稱為應(yīng)力比；之差Ds=smax-smin稱為應(yīng)力幅(5)試驗(yàn)研究為主，斷裂力學(xué)和損傷力學(xué)為輔(6)受缺陷影響最大，與材料強(qiáng)度無(wú)關(guān).八、疲勞問(wèn)題2、疲勞壽命(1)常幅疲勞—應(yīng)力幅保持不變(2)變幅疲勞—應(yīng)力幅隨機(jī)變化(3)焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命主要與應(yīng)力幅成反比a，b與連接方法和受力特征有關(guān)(4)提高焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命的有效措施是減小應(yīng)力幅Ds2、疲勞壽命a，b與連接方法和受力特征有關(guān)3、疲勞計(jì)算(1)疲勞試驗(yàn)得出容許應(yīng)力幅[Ds]與壽命的關(guān)系C，b與連接方法和構(gòu)件種類有關(guān)，分成8類，1類疲勞性能最好，8類最差(2)疲勞計(jì)算-控制應(yīng)力幅3、疲勞計(jì)算C，b與連接方法和構(gòu)件種類有關(guān)，分成8類，1類疲(3)常幅疲勞—所有應(yīng)力循環(huán)Ds相同，傳動(dòng)軸焊接結(jié)構(gòu)：D=max-min非焊接結(jié)構(gòu)：主要與最大應(yīng)力和應(yīng)力比有關(guān)，等效應(yīng)力幅D=max-0.7min

(4)變幅疲勞—累積損傷，折算應(yīng)力幅，橋梁(3)常幅疲勞—所有應(yīng)力循環(huán)Ds相同，傳動(dòng)軸(4)變幅疲勞—(3)吊車疲勞(中級(jí)工作制以上)—按一臺(tái)吊車滿載計(jì)算，常幅疲勞，按200萬(wàn)次循環(huán)計(jì)算容許應(yīng)力幅，相當(dāng)于平均每天110次(4)實(shí)際運(yùn)行不可能全部滿載，或達(dá)不到200萬(wàn)次，引入欠載系數(shù)a1，等效應(yīng)力幅a1=1.0：重級(jí)工作制硬鉤吊車；a1=0.8：重級(jí)工作制軟鉤吊車a1=0.5：中級(jí)工作制吊車min為吊車梁自重產(chǎn)生的應(yīng)力，min≈0max為最大輪壓標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的應(yīng)力(3)吊車疲勞(中級(jí)工作制以上)—按一臺(tái)吊車滿載計(jì)算，常幅疲4、焊接吊車梁疲勞計(jì)算位置(1)受拉翼緣和拼接處——2類或3類連接(2)受拉翼緣與腹板連接處——3類或4類連接(3)橫向加勁肋端部——4類或5類連接(4)受拉翼緣與腹板連接角焊縫——8類連接(5)支座端板與腹板連接角焊縫——8類連接受拉翼緣除與腹板連接外不能有其它焊縫4、焊接吊車梁疲勞計(jì)算位置九、設(shè)計(jì)實(shí)例1、設(shè)計(jì)參數(shù)10T電動(dòng)單梁吊車一臺(tái)，軌距22.5m，吊車梁跨度6m，中級(jí)工作制，起重量Q=10T，最大輪壓P=8.5T，小車重g=1.0T，車寬B=3000mm，輪距K=2500mm，采用38kg/m鋼軌，高140mm,寬114mm。采用Q235鋼材，試設(shè)計(jì)焊接工形截面吊車梁。九、設(shè)計(jì)實(shí)例1652、荷載計(jì)算(1)豎向荷載荷載分項(xiàng)系數(shù)gQ=1.4，動(dòng)力放大系數(shù)aT=1.05，自重附加系數(shù)h=1.05輪壓設(shè)計(jì)值P=1.4×1.05×1.05×8.5×9.81=128.7kN2、荷載計(jì)算166(2)橫向水平荷載荷載分項(xiàng)系數(shù)

gQ=1.4

橫向制動(dòng)力系數(shù)

gT=0.12,

中級(jí)工作制吊車不考慮橫向水平荷載增大系數(shù)。每臺(tái)吊車橫向水平總設(shè)計(jì)荷載：

Ty=gQgT(Q+g)=1.4×0.12×11×9.81=18.1kN每個(gè)輪子上橫向水平荷載設(shè)計(jì)值：

T=Ty/n=18.1/4=4.5kN(2)橫向水平荷載1673、內(nèi)力計(jì)算(梁上有2個(gè)輪子作用)l=6000mm,a1=2500mm,a0=1250mm(1)設(shè)計(jì)彎距豎向最大彎矩值Mx：橫向最大彎矩值My：(2)剪力梁端最大豎向剪力3、內(nèi)力計(jì)算(梁上有2個(gè)輪子作用)橫向最大彎矩值My：(21684、選擇截面(1)尺寸估算采用加強(qiáng)受壓翼緣工形截面按豎向荷載初估截面，取f=215N/mm2M=242×106kNm，W=1.2M/f=1.35×106mm3經(jīng)濟(jì)高度腹板厚度取腹板高h(yuǎn)o=476mm,腹板厚tw=6mm.4、選擇截面169采用M20螺栓固定軌道，間距180mm上翼緣寬b1

取300mm,翼緣厚tf

取12mm.下翼緣寬b2

取200mm,翼緣厚tf

取12mm.實(shí)際梁高500mm。采用M20螺栓固定軌道，間距180mm170(2)凈截面特性上翼緣凈面積Af1=(3002×21.5)×12=3084mm2下翼緣面積Af2=200×12=2400mm2腹板面積Aw=476×6=2856mm2總凈面積An=2856+2400+3084=8340mm2中和軸yn=3084×6+2856×250+2400×494)/8340=230mmy(2)凈截面特性y171慣性矩 Ix=3084×(230－6)2+2400×(494

－230)2+2856×(250－230)2+4763×6/12=3.77×108mm4上翼緣 Iy1=(3003/12－2×902×21.5)×12=0.23×108mm4截面模量 上翼緣Wx1=1.64×106mm3 Wy1=0.15×106mm3

下翼緣Wx2=1.4×106mm3

慣性矩 Ix=3084×(230－6)2+2400×(4172(3)毛截面特性上翼緣面積Af1=300×12=3600mm2總面積 A=2856+2400+3600=8856mm2中和軸 yn=3600×6+2856×250+2400×494)/8856=217mmy(3)毛截面特性y173慣性矩 Ix=3600×(217－6)2+2400×(494

－217)2+2856×(217－250)2+4763×6/12=4.01×108mm4 Iy=(2003+3003)/12×12=0.35×108mm4

iy=62.8mm截面模量 上翼緣Wx1=1.85×106mm3

下翼緣Wx2=1.42×106mm3 Wy=0.23×106mm3

慣性矩 Ix=3600×(217－6)2+2400×(41745、構(gòu)件驗(yàn)算(1)抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)應(yīng)力：

f=215N/mm2，fv=125N/mm2，fc=320N/mm2上翼緣最大正應(yīng)力σ=242×106/1.64×106+8.5×106/0.15×106

=204N/mm2<f下翼緣最大正應(yīng)力σ=242×106/1.4×106=173N/mm2