鋼梁計(jì)算原理

鋼梁梁計(jì)算算原理理第一節(jié)節(jié)鋼鋼梁的的類(lèi)型型和截截面第二節(jié)節(jié)鋼鋼梁的的強(qiáng)度度第三節(jié)節(jié)鋼鋼梁梁的剛剛度第四節(jié)節(jié)鋼鋼梁梁的整整體穩(wěn)穩(wěn)定第五節(jié)節(jié)鋼鋼梁的的局部部穩(wěn)定定第六節(jié)節(jié)型型鋼梁梁設(shè)計(jì)計(jì)第七節(jié)節(jié)組組合梁梁設(shè)計(jì)計(jì)1、鋼梁梁按制制作方方法分分：第一節(jié)節(jié)鋼鋼梁梁的類(lèi)類(lèi)型和和截面面型鋼梁梁：熱熱軋型型鋼梁梁、冷冷彎薄薄壁型型鋼梁梁。組合梁梁：焊焊接梁梁、鉚鉚接梁梁、異異種鋼鋼組合合梁、、鋼與與混凝凝土組組合梁梁4、鋼梁梁按梁梁截面面沿長(zhǎng)長(zhǎng)度方方向向有無(wú)無(wú)變化化分：：2、鋼梁梁按支支承情情況分分：3、鋼梁梁按受受力情情況分分：簡(jiǎn)支梁梁連續(xù)梁梁伸臂梁梁?jiǎn)蜗蚴苁軓澚毫弘p向受受彎梁梁等截面面梁變截面面梁第一節(jié)節(jié)鋼鋼梁的的類(lèi)型型和截截面1、鋼梁按按制作方方法分：：截面強(qiáng)度度破壞：正應(yīng)力達(dá)達(dá)到屈服服剪應(yīng)力達(dá)達(dá)到屈服服復(fù)合應(yīng)力力達(dá)到屈屈服整體失穩(wěn)穩(wěn)：因側(cè)向剛剛度低，，側(cè)向撓撓曲或扭扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)穩(wěn)局部失穩(wěn)穩(wěn)：因板厚厚比過(guò)大大，局部部鼓曲變變形撓度過(guò)大大常識(shí)：梁梁的主要要破壞類(lèi)類(lèi)型強(qiáng)度穩(wěn)定性剛度承載能力極限狀態(tài)正常使用用極限狀態(tài)態(tài)第二節(jié)鋼鋼梁梁的強(qiáng)度度一、抗彎彎強(qiáng)度梁的強(qiáng)度度計(jì)算包包括4個(gè)方面：：彎曲正應(yīng)應(yīng)力（（抗彎強(qiáng)強(qiáng)度）剪應(yīng)力（（抗抗剪強(qiáng)度度）局部壓應(yīng)應(yīng)力（（局局部承壓壓強(qiáng)度））折算應(yīng)力力1、工作階階段鋼梁在彎彎矩作用用下，截截面上彎彎曲應(yīng)力力的發(fā)展展可分為為三階段段：（1）彈性（（2）彈塑性性（（3）塑性知識(shí)回顧顧矩形截面面梁的的正應(yīng)力力CL8TU16(1)彈性工作作階段：（直接承受受動(dòng)力荷載的梁梁）（２）彈彈塑性工工作階段段（承受受靜力荷荷載或間間接承受受動(dòng)力荷荷載）彈性最大大彎矩為為：Me=Wnfy式中：Wn──凈截面（（彈性））抵抗矩矩。梁的截面面部分處處于彈性性，部分分進(jìn)入塑塑性。第二節(jié)鋼鋼梁梁的強(qiáng)度度一、抗彎彎強(qiáng)度（３）塑塑性工作作階段S1n，S2n──中和軸以以上和中中和軸以以下凈截截面對(duì)中中和軸的的面積矩矩。Wpn──凈截面塑塑性抵抗抗矩。直到全截截面達(dá)達(dá)到塑性性狀態(tài)，，形成塑塑性鉸塑性鉸彎彎矩：第二節(jié)鋼鋼梁梁的強(qiáng)度度矩形截面面=1.5圓形截面面=1.7圓管截面面=1.27工字形截截面（對(duì)對(duì)x軸）=1.10～1.17塑性鉸彎矩為：：彈性最大彎矩矩為：截面的形形狀系數(shù)數(shù)第二節(jié)鋼鋼梁梁的強(qiáng)度度僅與截面形狀狀有關(guān)需計(jì)算疲疲勞的梁梁彈彈性工作作階段不直接承承受動(dòng)力力荷載彈彈塑塑性工作作階段Me=WnfyWn──凈截面（（彈性））抵抗矩矩。梁的截面面部分處處于彈性性，部分分進(jìn)入塑塑性。分析：截截面正應(yīng)應(yīng)力發(fā)展展與截面面承載力力之間關(guān)關(guān)系單向彎曲曲時(shí)：雙向彎曲曲時(shí)：２、計(jì)算算公式式中:Mx，My───繞X軸和Y軸的彎矩矩Wnx，Wny──對(duì)x軸和y軸的凈截截面抵抗抗矩；γx,γy──截面塑性性發(fā)展系系數(shù)：f───鋼材的抗抗彎強(qiáng)度度設(shè)計(jì)值值。（１）在在主平面面內(nèi)受彎彎的實(shí)腹腹式構(gòu)件件第二節(jié)鋼鋼梁梁的強(qiáng)度度梁受壓翼緣緣寬厚比比不大于于當(dāng)時(shí)當(dāng)需要計(jì)計(jì)算疲勞勞的梁時(shí)時(shí)b—梁受壓翼翼緣自由由外伸寬寬度；t----受壓翼緣緣厚度；；(２)當(dāng)需要計(jì)計(jì)算疲勞勞的梁時(shí)時(shí)γx=γy=1.0（不考慮截截面的塑塑性發(fā)展展）２、計(jì)算算公式第二節(jié)鋼鋼梁梁的強(qiáng)度度式中:V───計(jì)算截面面沿腹板板平面作作用的剪剪力；I──毛截面慣慣性矩；；S──計(jì)算剪應(yīng)應(yīng)力處以以上毛截截面對(duì)中中和軸的的面積矩矩；tw──腹板厚度度；fv──鋼材的抗抗剪強(qiáng)度度設(shè)計(jì)值值。二、抗抗剪強(qiáng)強(qiáng)度第二節(jié)鋼鋼梁梁的強(qiáng)度度腹板計(jì)算算高度邊邊緣的局局部承壓壓強(qiáng)度式中：F──集中荷載載，對(duì)動(dòng)動(dòng)力荷載載應(yīng)考慮慮動(dòng)力系系數(shù)；Ψ──集中荷載載增大系系數(shù)：對(duì)重級(jí)工工作制吊吊車(chē)Ψ=1.35對(duì)其他梁梁，Ψ=1.0三、局部部承壓強(qiáng)強(qiáng)度第二節(jié)鋼鋼梁梁的強(qiáng)度度──自吊車(chē)梁梁軌頂或或其它梁梁頂面至至腹板計(jì)計(jì)算高度度上邊緣緣的距離離。lz──集中荷載載在腹板板計(jì)算高高度邊緣緣的假定定分布長(zhǎng)長(zhǎng)度，按按下式式計(jì)算：：a───集中荷載載沿梁跨跨度方向向的支承承長(zhǎng)度，，對(duì)鋼軌軌(吊車(chē)梁)上的輪壓壓可取為為50mm;第二節(jié)鋼鋼梁梁的強(qiáng)度度──軌道的高高度,對(duì)梁頂無(wú)無(wú)軌道的的梁,β1──計(jì)算折算算應(yīng)力的的強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值增增大系數(shù)數(shù)：1）當(dāng)σ與σc異號(hào)時(shí)，，取β1=1.2；2）當(dāng)σ與σc同號(hào)或σc=0時(shí)，取β1=1.1。四、折折算應(yīng)力力第二節(jié)鋼鋼梁梁的強(qiáng)度度第三節(jié)鋼鋼梁梁的剛度度梁的剛度度驗(yàn)算實(shí)實(shí)際是梁梁的撓度度驗(yàn)算，，屬于正正常使用用極限狀狀態(tài)問(wèn)題題計(jì)算時(shí)采采用荷載載標(biāo)準(zhǔn)值值（不考考慮荷載載分項(xiàng)系系數(shù)）且可不考考慮螺栓栓孔引起起的截面面削弱對(duì)動(dòng)力荷荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值不乘乘動(dòng)力系系數(shù)。撓度υ≤[υ]如何保證梁的的穩(wěn)定性措措施？？撓度υ≤[υ]強(qiáng)度剛度穩(wěn)定性第四節(jié)鋼鋼梁的整整體穩(wěn)定一、鋼梁的的整體穩(wěn)定概概念二、保證梁的的整體穩(wěn)定性性的措施三、梁整體穩(wěn)穩(wěn)定的計(jì)算方方法第四節(jié)鋼鋼梁的整整體穩(wěn)定一、鋼梁的整體穩(wěn)穩(wěn)定概念：窄而高的梁在在截面承載力尚尚未充分發(fā)揮揮之前突然發(fā)發(fā)生側(cè)向彎曲曲和扭轉(zhuǎn)，使使梁?jiǎn)适Ю^續(xù)續(xù)承載的能力力——整體失穩(wěn)橫向荷載的臨臨界值和它沿沿梁高的作用用位置有關(guān)一、鋼梁的整體穩(wěn)穩(wěn)定概念：（1）荷載p作用在梁的上上翼緣時(shí)（2）荷載p作用在梁的下下翼緣時(shí)第四節(jié)鋼鋼梁的整整體穩(wěn)定第四節(jié)鋼鋼梁的整整體穩(wěn)定二、梁整體穩(wěn)穩(wěn)定的計(jì)算方方法1、梁整體穩(wěn)定定的計(jì)算公式式2、整體穩(wěn)定系系數(shù)通用公式式：3、

整體穩(wěn)定定系數(shù)近似公公式：臨界彎矩臨界荷載1、側(cè)向抗彎剛剛度提高，整整體穩(wěn)定型愈愈好——加寬受壓翼緣緣2、荷載作用類(lèi)類(lèi)型有關(guān)：純純彎曲臨界彎彎矩最小3、荷載作用位位置有關(guān)：作作用在下翼緣緣，可提高臨臨界彎距4、受壓翼緣的的自由長(zhǎng)度l1有關(guān)：減小梁梁的側(cè)向支承承長(zhǎng)度提高臨臨界彎矩。第四節(jié)鋼鋼梁的整整體穩(wěn)定二、梁整體穩(wěn)穩(wěn)定的計(jì)算方方法Wx,Wy──按受壓纖維確確定的對(duì)x軸和對(duì)y軸毛截面抵抗抗矩；b──繞強(qiáng)軸彎曲所所確定的梁整整體穩(wěn)定系數(shù)數(shù)。在最大剛度主主平面內(nèi)受彎彎的構(gòu)件：在兩個(gè)主平面面受彎的工字字鋼截面構(gòu)件件：二、梁整體穩(wěn)穩(wěn)定的計(jì)算方方法1、梁整體穩(wěn)定定的計(jì)算公式式第四節(jié)鋼鋼梁的整整體穩(wěn)定2、整體穩(wěn)定系系數(shù)通用公式式：式中:βb——工字形截面簡(jiǎn)簡(jiǎn)支梁的等效效彎矩系數(shù)，，查表ηb——截面不對(duì)稱(chēng)影影響系數(shù)第四節(jié)鋼鋼梁的整整體穩(wěn)定二、梁整體穩(wěn)穩(wěn)定的計(jì)算方方法ηb——截面不對(duì)稱(chēng)影影響系數(shù)雙軸對(duì)稱(chēng)工工字形截面面，ηb=0加強(qiáng)受壓翼緣的工字字形截面，，ηb=0.8(2αb-1)>0加強(qiáng)受拉翼緣的工字字形截面ηb=2αb-1<0第四節(jié)鋼鋼梁梁的整體穩(wěn)穩(wěn)定（1）普通軋制制工字鋼簡(jiǎn)簡(jiǎn)支梁的b直接查附表表注:上述公式是是在彈性階階段推導(dǎo)的的(取fp=0.6fy)當(dāng)即即進(jìn)入入彈塑性階階段時(shí),b>0.6故當(dāng)b>0.6時(shí)，用/b代替b（2）普通軋制制槽鋼簡(jiǎn)支支梁第四節(jié)鋼鋼梁梁的整體穩(wěn)穩(wěn)定(1)工字形截面面雙軸對(duì)稱(chēng)時(shí)：?jiǎn)屋S對(duì)稱(chēng)時(shí)：3、整體穩(wěn)定系系數(shù)近似公公式：受均布彎矩矩（純彎曲曲）作用的的構(gòu)件，當(dāng)當(dāng)?shù)谒墓?jié)鋼鋼梁梁的整體穩(wěn)穩(wěn)定注意：當(dāng)b>0.6時(shí)，不用/b代替b3、整體穩(wěn)定系系數(shù)近似公公式：（2）Ｔ形截面面（彎矩作用用在對(duì)稱(chēng)軸軸平面，繞繞ｘ軸）彎矩使翼緣受壓時(shí)：兩板組合ＴＴ形截面：彎矩使翼緣受拉且且腹板寬厚厚比不大于于時(shí)：雙角鋼Ｔ形截面：注意：當(dāng)b>0.6時(shí)，不用/b代替b第四節(jié)鋼鋼梁梁的整體穩(wěn)穩(wěn)定三、保證梁梁的整體穩(wěn)穩(wěn)定性的措措施1、有鋪板（各各種鋼筋混混凝土板和和鋼板）密密鋪在梁的的受壓翼緣上并與其其牢固相連連，能阻止止梁受壓翼翼緣的側(cè)向向位移時(shí)；