PPT鋼結構設計梁（受彎構件）

第五章章梁梁（（受彎彎構件件）第一節(jié)節(jié)概述述第二節(jié)節(jié)梁的的強度度與剛剛度第三節(jié)節(jié)梁的的整體體穩(wěn)定定第四節(jié)節(jié)梁的的局部部穩(wěn)定定與加加勁肋肋設計計第五節(jié)節(jié)梁的的截面面設計計第一節(jié)節(jié)概概述述梁主要要是用用作承承受橫橫向荷荷載的的實腹腹式構構件（（格構構式為為桁架架），，主要要內(nèi)力力為彎彎矩與與剪力力；梁的正正常使使用極極限狀狀態(tài)為為控制制梁的的撓曲曲變形形；梁的承承載能能力極極限狀狀態(tài)包包括：：強度度、整整體穩(wěn)穩(wěn)定性性及局局部穩(wěn)穩(wěn)定性性；梁的截截面主主要分分型鋼鋼與鋼鋼板組組合截截面梁格形形式主主要有有：簡簡式梁梁格（（單一一梁））、普普通梁梁格（（分主主、次次梁））及復復式梁梁格（（分主主梁及及橫、、縱次次梁）），具具體詳詳見P141圖5.2第二節(jié)節(jié)梁的的強度度與剛剛度一、梁梁的強強度梁在荷荷載作作用下下將產(chǎn)產(chǎn)生彎彎應力力、剪剪應力力，在在集中中荷載載作用用處還還有局局部承承壓應應力，，故梁梁的強強度應應包括括：抗彎強強度、、抗剪剪強度度、局局部成成壓強強度，在彎彎應力力、剪剪應力力及局局部壓壓應力力共同同作用用處還還應驗驗算折算應應力。1、抗彎彎強度度彈性階階段：：以邊邊緣屈屈服為為最大大承載載力彈塑性性階段段：以以塑性性鉸彎彎矩為為最大大承載載力彈性最最大彎彎矩塑性鉸鉸彎矩矩截面形形狀系系數(shù)梁的《規(guī)范》計算方方法以部分分截面面發(fā)展展塑性性（1/4截面））為極極限承承載力力狀態(tài)態(tài)單向彎彎曲雙向彎彎曲式中：：γ為塑性性發(fā)展展系數(shù)數(shù)，按按P143，表5.1b1/t≥≥13及直接接承受受動力力荷載載時γ=1.0二、抗抗剪強強度三、腹腹板局局部壓壓應力力四、折折算應應力兩σ同號取取1.1，異異號號取1.2五、梁梁的剛剛度控制梁梁的撓撓跨比比小于于規(guī)定的的限制制（為為變形形量的的限制制）第三節(jié)節(jié)梁梁的的整體體穩(wěn)定定一、梁梁的失失穩(wěn)機機理梁受彎彎變形形后，，上翼翼緣受受壓，，由于于梁側側向剛剛度不不夠，，就會會發(fā)生生梁的的側向向彎曲曲失穩(wěn)穩(wěn)變形形，梁梁截面面從上上至下下彎曲曲量不不等，，就形形成截截面的的扭轉轉變形形，同同時還還有彎彎矩作作用平平面那那的彎彎曲變變形，，故梁梁的失失穩(wěn)為為彎扭扭失穩(wěn)穩(wěn)形式式，完完整的的說應應為：：側向向彎曲曲扭轉轉失穩(wěn)穩(wěn)。從以上上失穩(wěn)穩(wěn)機理理來看看，提高梁梁的整整穩(wěn)承承載力力的有效效措施施應為為提高高梁上翼翼緣的的側移移剛度度，減小梁梁上翼翼緣的的側向向計算長長度二、影影響梁梁整體體穩(wěn)定定的因因素主要因因素有有：截截面形形式，，荷載載類型型，荷荷載作作用方方式，，受壓壓翼緣緣的側側向支支撐。。三、整整體穩(wěn)穩(wěn)定計計算表達式式三、梁梁的整整體穩(wěn)穩(wěn)定保保證措措施提高梁梁的整整體穩(wěn)穩(wěn)定承承載力力的關關鍵是是，增增強梁梁受壓壓翼緣緣的抗抗側移移及扭扭轉剛剛度，，當滿滿足一一定條條件時時，就就可以以保證證在梁梁強度度破壞壞之前前不會會發(fā)生生梁的的整體體失穩(wěn)穩(wěn)，可可以不不必驗驗算梁梁的整整體穩(wěn)穩(wěn)定，，具體體條件件詳見見P153四、梁梁的側側向支支撐側向支支撐作作用是是為梁梁提供供側向向支點點，減減小側側向計計算長長度，，故要要求側側向支支撐應應可靠靠，能能有效效地承承受梁梁側彎彎產(chǎn)生生的側側向力力（實實際為為彎曲曲剪力力），，由于于側彎彎主要要是受受壓翼翼緣彎彎曲引引起，，同第第四章章，側側向力力可以以寫為為：如果為為支桿桿應按按軸心心受壓壓構件件計算，同同時應應注意意如書書P154圖5.11所示的的有效效支撐撐。夾支座座：梁梁為側側向彎彎曲扭扭轉失失穩(wěn)，，所以以支座座處應應采取取措施施限制制梁的的扭轉轉。第四節(jié)節(jié)梁梁的局局部穩(wěn)穩(wěn)定與與加勁勁肋設設計一、概概述同軸壓壓構件件一樣樣，為為提高高梁的的剛度度與強強度及及整體體穩(wěn)定定承載載力，，應遵遵循““肢寬寬壁薄薄”的的設計計原則則，從從而引引發(fā)板板件的的局部部穩(wěn)定定承載載力問問題。。翼緣板板受力力較為為簡單單，仍仍按限限制板板件寬寬厚比比的方方法來來保證證局部部穩(wěn)定定性。。腹板受受力復復雜，，而且且為滿滿足強強度要要求，，截面面高度度較大大，如如仍采采用限限制梁梁的腹腹板高高厚比比的方方法，，會使使腹板板取值值很大大，不不經(jīng)濟濟，一一般采采用加加勁肋肋的方方法來來減小小板件件尺寸寸，從從而提提高局局部穩(wěn)穩(wěn)定承承載力力。圖中：：1－橫向向加勁勁肋2－縱向向加勁勁肋3－短加加勁肋肋二、翼翼緣板板的局局部穩(wěn)穩(wěn)定設計原原則－－－等等強原原則按彈性性設計計（不不考慮慮塑性性發(fā)展展γ=1.0），因有殘殘余應應力影影響，，實際際截面面已進進入彈彈塑性性階段段，《規(guī)范》取Et=0.7E。若考慮慮塑性性發(fā)展展(γ＞1.0），塑性發(fā)發(fā)展會會更大大Et=0.5E。當時時，γ=1.0三、腹腹板的的屈曲曲屈曲應應力統(tǒng)統(tǒng)一表表達式式（k值相見見p167，表5.9）剪切應應力屈屈曲如不設設加勁勁肋，，a＞＞b，b/a→0，k≈5.34,χ=1.23彎曲應應力彈彈性屈屈曲如不設設加勁勁肋，，k≈23.9,χ=1.66（1.23,扭轉不不約束束）局部壓壓應力力彈性性屈曲曲按a/h0=2設置橫橫向加加勁肋肋，k≈18.4,η=1.0復合應應力作作用板板件屈屈曲僅配置置橫向向加勁勁肋配有縱縱向加加勁肋肋的上上區(qū)格格（偏偏心受受壓））配有縱縱向加加勁肋肋的下下區(qū)格格（偏偏心受受壓，，σc2≈σc）四、加加勁肋肋的配配置與與構造造1、配置置規(guī)定定（P169，表5.10）2、加加勁勁肋肋的的構構造造橫向向加加勁勁肋肋貫貫通通，，縱縱向向加加勁勁肋肋斷斷開開；；橫向向加加勁勁肋肋的的間間距距a應滿滿足足，，當當且時時，，允允許許縱向向加加勁勁肋肋距距受受壓壓翼翼緣緣的的距距離離應應在在范范圍圍內(nèi)內(nèi)；；上述述各各式式中中，，h0為梁梁腹腹板板的的計計算算高高度度，，hc為梁梁腹腹板板受受壓壓區(qū)區(qū)高高度度，，對對于于單單對對稱稱截截面面，，前前述述表表5.10中4、5項中中有有關關縱縱向向加加勁勁肋肋規(guī)規(guī)定定中中的的h0應取取2hc。加勁勁肋肋可可以以成成對對布布置置于于腹腹板板兩兩側側，，也也可可以以單單側側布布置置，，支支承承加加勁勁肋肋及及重重級級工工作作制制吊吊車車梁梁必必須須兩兩側側對對稱稱布布置置。。加勁勁肋肋必必須須具具備備一一定定剛剛度度，，截截面面尺尺寸寸及及慣慣性性矩矩應應滿滿足足：：橫向向加加勁勁肋肋的的截截面面尺尺寸寸雙側側布布置置時時單側側布布置置時時：：bs不應應小小于于上上式式的的1.2倍。。截面面慣慣性性矩矩的的要要求求（同同時時配配置置橫橫、、縱縱肋肋時時））橫向向肋肋：：縱向向肋肋：：當時時當時時橫向向加加勁勁肋肋應應按按右右圖圖示示切切角角，，避免免多多向向焊焊縫縫相相交交，，產(chǎn)產(chǎn)生生復復雜雜應力力場場。。支承承加加勁勁肋肋構構造造與與計計算算在梁梁支支座座處處及及較較大大集集中中荷荷載載作作用用處處，，應應布布置置支支承承加加勁勁肋肋，，支支承承加加勁勁肋肋實實際際上上就就是是加加大大的的橫橫向向加加勁勁肋肋，，支支承承加加勁勁肋肋分分梁梁腹腹板板兩兩側側成成對對布布置置的的平板板式式，，及及凸凸緣緣式式兩兩種種。其作作用用除除保保證證腹腹板板的的局局部部穩(wěn)穩(wěn)定定外外，，還還應應承承受受集集中中力力作作用用，，故除除滿滿足足橫橫向向加加勁勁肋肋的的有有關關尺尺寸寸及及構構造造要要求求外外，尚尚滿滿足足如如下下所所述述幾幾方方面面承承載載力力的的要要求求。。穩(wěn)定定性性計計算算注：：平平板板式式按按b類；；凸凸緣緣式式按按c類端面面刨刨平平抵抵緊緊示示應應驗驗算算端端面面承承壓壓端面面焊焊接接時時以以及及支支承承肋肋與與腹腹板板的的焊焊縫縫應應按按第第三三章章方方法法驗驗算算焊焊縫縫強強度度第四四節(jié)節(jié)鋼鋼梁梁的的設設計計一、、型型鋼鋼梁梁的的設設計計1、根根據(jù)據(jù)實實際際情情況況計計算算梁梁的的最最大大彎彎距距設設計計值值Mmax；2、根據(jù)據(jù)抗抗彎彎強強度度，，計計算算所所需需的的凈凈截截面面抵抵抗抗矩矩：：3、查查型型鋼鋼表表確確定定型型鋼鋼截截面面4、截截面面驗驗算算強度度驗驗算算：：抗抗彎彎、、抗抗剪剪、、局局部部承承壓壓（（一一般般不不需需驗驗算算折折算算應應力力強強度度））；；剛度度驗驗算算：：驗驗算算梁梁的的撓撓跨跨比比整體體穩(wěn)穩(wěn)定定驗驗算算（（型型鋼鋼截截面面局局部部穩(wěn)穩(wěn)定定一一般般不不需需驗驗算算））。。根據(jù)據(jù)驗驗算算結結果果調(diào)調(diào)整整截截面面，，再再進進行行驗驗算算，，直直至至滿滿足足。。二、、組組合合梁梁的的截截面面設設計計1、根根據(jù)據(jù)受受力力情情況況確確定定所所需需的的截截面面抵抵抗抗矩矩2、截截面面高高度度的的確確定定最小小高高度度：：hmin由梁剛度度確定；；最大高度度：hmax由建筑設設計要求求確定；；經(jīng)濟高度度：he由最小耗耗鋼量確確定；選定高度度：hmin≤h≤hmax；h≈he，并認為h0≈he3、確定腹板板厚度（（假定剪剪力全部部由腹板板承受）），則有有：或按經(jīng)驗驗公式：：3、確定翼緣緣寬度確定了腹腹板厚度度后，可可按抗彎彎要求確確定翼緣緣板面積積Af，已工字型型截面為為例：有了Af，只要選定定b、t中的其一一，就可可以確定定另一值值。4、截面驗驗算強度驗算算：抗彎彎、抗剪剪、局部部承壓以以及折算算應力強強度）；；剛度驗算算：驗算算梁的撓撓跨比；；整體穩(wěn)定定驗算；；局部穩(wěn)定定驗算（翼緣板板）根據(jù)驗算算結果調(diào)調(diào)整截面面，再進進行驗算算，直至至滿足。。根據(jù)實際際情況進進行加勁勁肋結算算與布置置4、腹板與與翼緣焊焊縫的計計算連接焊縫縫主要用用于承受受彎曲剪剪力，單單位長度度上剪力力為：當梁上承承受固定定的集中中荷載且且未設支支承了時時，上翼翼緣焊縫縫同時承受受剪力T1及集中力力F的共同作作用，由由F產(chǎn)生的單單位長度度上的力力V1為：第六章拉拉彎彎與壓彎彎構建第一節(jié)概概述述第二節(jié)拉拉彎彎與壓彎彎構件的的強度與與剛度第三節(jié)實實腹腹式壓彎彎構件的的整體穩(wěn)穩(wěn)定第四節(jié)實實腹腹式壓彎彎構件的的局部穩(wěn)穩(wěn)定第五節(jié)實實腹腹式壓彎彎構件的的截面設設計第六節(jié)格格構構式壓彎彎構件第一節(jié)概概述述拉彎與壓壓彎構件件實際上上就是軸軸力與彎彎矩共同同作用的的構件，，也就是是為軸心心受力構構件與受受彎構件件的組合合，典型型的三種種拉、壓壓彎構件件如下圖圖所示。。同其他構構件一樣樣，拉、、壓彎構構件也需需同時滿滿足正常常使用及及承載能能力兩種種極限狀狀態(tài)的要要求。正常使用用極限狀狀態(tài)：滿滿足剛度度要求。。承載能力力極限狀狀態(tài)：需需滿足強強度、整整體穩(wěn)定定、局部部穩(wěn)定三三方面要要求。截面形式式：同軸軸心受力力構件，，分實腹式式截面與與格構式式截面實腹式：：型鋼截截面與組組合截面面格構式：：綴條式式與綴板板式第二節(jié)拉拉、壓壓彎構件件的強度度與剛度度一、強度度兩個工作作階段，，兩個特特征點彈性工作作階段：：以邊緣緣屈服為為特征點點（彈性性承載力力）彈塑性工工作階段段：以塑塑性鉸彎彎距為特特征點（（極限承承載力））極限承載載