支承加勁肋在梁腹板兩側(cè)設(shè)置

第5章梁的設(shè)計

§5-1梁的類型和梁格布置

§5-2梁的設(shè)計

§5-3

腹板加勁肋的布置和設(shè)計

§5-4實腹梁的構(gòu)造設(shè)計

§5-5吊車梁的設(shè)計特點第5章梁的設(shè)計

5.1.1梁的類型鋼梁主要用做樓蓋梁、平臺梁、吊車梁、墻架梁、檁條;按梁的支承情況可將梁分為簡支梁、連續(xù)梁、懸臂梁;按梁在結(jié)構(gòu)中的作用不同可梁分為主梁與次梁;按截面是否沿構(gòu)件軸線方向分為等截面梁與變截面梁;鋼梁按制作方法不同分為型鋼梁和焊接組合梁;型鋼梁又分為熱軋型鋼梁和冷彎薄壁型鋼梁;蜂窩梁，組合梁。

§5-1梁的類型和梁格布置

§5-1梁的類型和梁格布置5.1.2梁格布置1.簡單式梁格2.普通式梁格3.復(fù)式梁格

§5-1梁的類型和梁格布置5.1.3主次梁連接

主次梁間的連接1.疊接2.平接3.降低連接

主梁次梁次梁主梁主梁次梁次梁主梁主梁次梁次梁主梁主梁次梁主梁次梁次梁主梁主梁次梁次梁

§5-1梁的類型和梁格布置

5.2.1梁的截面選擇一.型鋼梁截面的選擇

選擇型鋼二.組合梁截面的選擇梁高、腹板厚度和翼緣尺寸。1.梁高的估算1）確定梁的高度應(yīng)考慮建筑要求2）梁的剛度3）梁的經(jīng)濟條件

§5-2梁的設(shè)計

§5-2梁的設(shè)計建筑高度決定梁的最大高度剛度決定梁最小高度梁最大撓度應(yīng)符合要求：梁的剛度和高度有直接關(guān)系，充分發(fā)揮強度，取經(jīng)濟高度經(jīng)驗公式：

§5-2梁的設(shè)計2.腹板尺寸梁高確定腹板高也確定，腹板高為梁高減兩個翼緣的厚度，腹板高考慮鋼板規(guī)格，使腹板高度為50mm模數(shù)腹板厚度應(yīng)滿足：值一般較小，為滿足局部穩(wěn)定和構(gòu)造要求，按下列經(jīng)驗公式算：

§5-2梁的設(shè)計3.翼緣尺寸

求得需要的凈截面模量，則整個截面需要的慣性矩為：腹板慣性矩為：

翼緣慣性矩為：

§5-2梁的設(shè)計

b取(1/3～1/5)h，同時保證局部穩(wěn)定，選擇b和t時要符合鋼板規(guī)格尺寸，一般b取10mm的倍數(shù)，t取2mm的倍數(shù)，且不小于8mm。5.2.2梁的驗算強度驗算1.正應(yīng)力梁截面最大彎矩及可能產(chǎn)生最大正應(yīng)力處的彎矩單向受彎時驗算雙向受彎時驗算

§5-2梁的設(shè)計剪應(yīng)力局部壓應(yīng)力4.折算應(yīng)力

在組合梁的腹板計算高度邊緣處，若同時受有較大的正應(yīng)力、剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力，或同時受有較大的正應(yīng)力和剪應(yīng)力，應(yīng)驗算折算應(yīng)力。二.梁的剛度驗算下列簡化計算公式：對等截面簡支梁：

對變截面簡支梁：

§5-2梁的設(shè)計式中：—均布線荷荷載標準準值；—荷載標準準值下梁梁的最大大彎矩；；—跨中毛截截面慣性性矩；—支座附近近毛截面面慣性矩矩；三.整體穩(wěn)定定驗算梁的截面面類型選選擇計算算整體穩(wěn)穩(wěn)定系數(shù)數(shù)。焊接工字字鋼和軋軋制H型鋼簡支支梁。軋制普通通工字鋼鋼簡支梁梁。軋制槽鋼鋼簡支梁梁。大于0.6時，都應(yīng)應(yīng)采用相相應(yīng)的代代替替§5-2梁的設(shè)計計四.局部穩(wěn)定定驗算型鋼梁的的局部穩(wěn)穩(wěn)定不驗驗算焊接組合合梁，翼翼緣限制制板件寬寬厚比腹板通過過設(shè)置加加勁肋的的方法設(shè)置加勁勁肋的原原則及局局部穩(wěn)定定驗算；；另一方法法是允許許腹板發(fā)發(fā)生局部部失穩(wěn)，，利用屈屈曲后承承載力規(guī)范建議議對于承承受靜力力荷載和和間接承承受動力力荷載的的梁宜考考慮利用用屈曲后后強度。?！?-2梁的設(shè)計計§5-3腹板加勁勁肋的布布置和設(shè)設(shè)計5.3.1腹板加勁勁肋的布布置要求求1.直接動載載吊車梁梁及其它它的組合合梁，可可根據(jù)腹腹板高厚厚比的大大小，布布置橫向向、縱向向及短向向加勁肋肋。對于承受受靜力荷荷載的梁梁宜考慮慮腹板屈屈曲后強強度，僅僅配支承承加勁肋肋不能滿滿足要求求時應(yīng)設(shè)設(shè)置中間間橫向加加勁肋。。2.用型鋼及及鋼板制制作，宜宜成對布布置，也也可單側(cè)側(cè)布置，，支承加勁勁肋、考考慮腹板板屈曲后后強度的的梁的中中間橫向向加勁肋肋及重級級工作制制吊車梁梁的加勁勁肋不應(yīng)應(yīng)單側(cè)配配置。§5-3腹板加勁勁肋的布布置和設(shè)設(shè)計3.不考慮屈屈曲后強強度的組組合梁的的橫向加加勁肋最最小間距距為，，最最大間距距為。。對無局部部壓應(yīng)力力的梁，，當時時可可采用2.5h0。短向加加勁肋的的最小間間距為，，為為縱向加加勁肋至至腹板計計算高度度上邊緣緣的距離離。§5-3腹板加勁勁肋的布布置和設(shè)設(shè)計5.3.2加勁肋的的構(gòu)造要要求1.在腹板兩兩側(cè)成對對配置鋼鋼板橫向向加勁肋肋，尺寸寸符合下下列公式式要求：：外伸寬度度：xbs

bs/2（≤60）bs/3（≤40）yh0ts§5-3腹板加勁勁肋的布布置和設(shè)設(shè)計厚度度：：在腹板一一側(cè)配置置的鋼板板橫向加加勁肋，，其外伸伸寬度應(yīng)應(yīng)大于1.2倍，厚度度不小于于其外伸伸寬度的的1/15。2.焊接梁的的橫向加加勁肋與與翼緣板板相接處處應(yīng)切角角，當切切成斜角角時，其其寬約為為(但不大于于40mm)，高約為(但不大于于60mm)。z’z’z’z’zztwbstwbsbstszz§5-3腹板加勁勁肋的布布置和設(shè)設(shè)計3.在同時用用橫向加加勁肋和和縱向加加勁肋加加強的腹腹板中，，橫向加加勁肋肋的截面面尺寸除除應(yīng)符合合上述規(guī)規(guī)定外，，其截面面慣性矩矩尚應(yīng)符符合下式式要求：：4.縱向加勁勁肋的截截面慣性性矩，，應(yīng)符符合下列列公式要要求：當時時，當時時，5.短加勁肋肋6.型鋼加勁勁肋§5-3腹板加勁勁肋的布布置和設(shè)設(shè)計5.3.3支承加勁勁肋的計計算按承受梁梁支座反反力或固固定集中中荷載的的軸心受受壓構(gòu)件件計算在在腹板平平面外的的穩(wěn)定性性。此受受壓構(gòu)件件的截面面應(yīng)包括括加勁肋肋和加勁勁肋每側(cè)側(cè)范范圍內(nèi)的的腹板面面積，計計算長度度取。。力較小時焊接，力較大時刨平頂緊。h0a§5-3腹板加勁勁肋的布布置和設(shè)設(shè)計1.定義支承加勁勁肋的作作用是把把集中力力或支座座反力通通過加勁勁肋傳給給梁腹板板。目的的是使集集中力間間接傳給給腹板，，從而避避免使腹腹板局部部壓屈。。支承加加勁肋在在梁腹板板兩側(cè)設(shè)設(shè)置。其其受力如如同軸心心受壓柱柱。設(shè)計計時應(yīng)保保證其在在腹板平平面外的的整體穩(wěn)穩(wěn)定。(2t)§5-3腹板加勁勁肋的布布置和設(shè)設(shè)計2．普通式式梁支承承肋應(yīng)與與上下翼翼緣刨平平頂緊。。粱端剪剪力通過過焊縫傳傳給翼緣緣，再傳傳給柱頂頂板。突緣支承承肋向下下伸出下下翼緣。。且不超超過其厚厚度的兩兩倍(2t)，粱的最大大剪力通通過焊縫縫傳給突突緣支承承肋再通通過水平平焊縫傳傳到柱頂頂板上去去。(2t)§5-3腹板加勁勁肋的布布置和設(shè)設(shè)計(1)局部承壓壓：σc＝R／Ace≤fceAce——端部承壓壓面積(接觸處凈凈面積））；fce——鋼材端面面承壓強強度設(shè)計計值。2tRAce/23.傳力計算算§5-3腹板加勁勁肋的布布置和設(shè)設(shè)計(2)穩(wěn)定計算算：支承加勁勁肋按軸軸心受壓壓驗算腹腹板平面面外的整整體穩(wěn)定定。計算算長度近近似取腹腹板高度度h0。(≥2t)R§5-3腹板加勁勁肋的布布置和設(shè)設(shè)計范圍內(nèi)的的腹板面面積。公公式為：：截面積A包括加勁勁肋截面面積和加加勁肋兩兩側(cè)φ——軸心受壓壓穩(wěn)定系系數(shù)。(≥2t)R§5-3腹板加勁勁肋的布布置和設(shè)設(shè)計(3)加勁肋與與底板之之間的水水平角焊焊縫：式中：lw——每條焊縫縫的長度度lwβ＝1.22焊縫強度度增大系系數(shù)(≥2t)R§5-3腹板加勁勁肋的布布置和設(shè)設(shè)計(4)加勁肋與與腹板之之間的豎豎向角焊焊縫：假設(shè)焊縫應(yīng)應(yīng)力均勻分分布式中：lw——每條焊縫長長度，突緣緣支座加勁勁肋為兩條條；每條lw。普通梁加勁勁肋為四條條焊縫；每每條lw。(≥2t)R§5-3腹板加勁肋肋的布置和和設(shè)計§5-4實腹梁的構(gòu)構(gòu)造設(shè)計5.4.1翼緣與腹板板連接焊縫縫設(shè)計1.焊接工字形形，焊縫單單位長度的的縱向剪力力為：Vhτ1τmax§5-4實腹梁的構(gòu)構(gòu)造設(shè)計雙面角焊縫縫需要的焊焊角尺寸為為：2.梁上集中荷荷載，未設(shè)設(shè)支承加緊緊肋，或有有移動的集集中荷載，，則焊縫不不僅受水平平剪力，，還受豎豎向荷載引引起的壓力力產(chǎn)生的豎豎向剪力作作用。單位位長度焊縫縫所受豎向向壓力為：：§5-4實腹梁的構(gòu)構(gòu)造設(shè)計5.4.2梁截面沿長長度的改變變變截面梁可可以改變梁梁高，可以以改變梁寬寬；多層翼緣板板的梁可改改變翼緣的的層數(shù)；變化梁的截截面應(yīng)盡量量不使梁的的構(gòu)造過于于復(fù)雜，過過多增加制制作費用。。M1l/6b1bl/6l/6§5-4實腹梁的構(gòu)構(gòu)造設(shè)計根據(jù)焊縫質(zhì)質(zhì)量可采用用對接直焊焊縫或斜焊焊縫。分析析表明，截截面改變一一次可節(jié)約約鋼材10%～20%；改變兩次次，最多只只能再節(jié)約約3%～4%，因此一般般只變一次次截面?？缈缍容^小梁梁，常不改改變截面。。b1b§5-4實腹梁的構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(1/6~1/5)lh≥h/2角鋼抵緊焊接另一種改變變翼緣寬度度的做法。。有時為了降降低梁的建建筑高度，，節(jié)省鋼材材，常將簡簡支梁的下下翼緣做成成折線狀，，翼緣截面面保持不變變，梁端腹腹板高度應(yīng)應(yīng)按抗剪強強度計算確確定，且不不應(yīng)小于跨跨中腹板高高度的一半半?！?-4實腹梁的構(gòu)構(gòu)造設(shè)計l1l1理論切斷點當翼緣采用用兩層鋼板板時，外層層鋼板與內(nèi)內(nèi)層鋼板厚厚度比宜為為0.5~1.0。改變梁的的截面可通通過切斷外外層翼緣板板實現(xiàn)?！?-4實腹梁的構(gòu)構(gòu)造設(shè)計5.4.3梁的拼接梁的拼接分分工廠拼接接和工地拼拼接兩種對對接焊縫直直接相連，，加蓋板的的連接方法法。采用斜斜焊縫。

≥10tw對接焊縫連連接組合梁工廠廠拼接拼接蓋板連連接§5-4實腹梁的構(gòu)構(gòu)造設(shè)計§5-4實腹梁的構(gòu)構(gòu)造設(shè)計無論采用圖圖（a）還是采用圖圖（b），改變后的梁梁高都必須須大于原來來梁高的一一半。圖示為逐步步改變腹板板高度，此此時在下翼翼緣開始由由水平轉(zhuǎn)為為傾斜的兩兩處均需設(shè)設(shè)置腹板加加勁肋?！?-4實腹梁的構(gòu)構(gòu)造設(shè)計圖示為一雙雙層翼緣板板的焊接工工字形截面面簡支梁。。在外層蓋蓋板(冀緣板)理論切斷點點x處，板梁截截面由圖(b)轉(zhuǎn)變成圖(c)。按圖(c)所示單層翼翼緣板截面面的抗彎強強度可得此此截面能承承受的彎矩矩Ml，然后由M1即可求得理理論切斷點點r?！?-4實腹梁的構(gòu)構(gòu)造設(shè)計2414553500500組合梁的工工地拼接高強螺栓連連接§5-4實腹梁的構(gòu)構(gòu)造設(shè)計組合梁應(yīng)滿滿足強度、、剛度、整整體穩(wěn)定和和局部穩(wěn)定定要求。選選擇截面時時一般首先先考慮抗彎彎強度要求求，并在計計算過程中中隨時兼顧顧其它各項項要求?，F(xiàn)現(xiàn)以雙軸對對稱焊接工工形梁為例例，截面共共有四個基基本尺寸h(或h0)、tw、b、t，計算順序為先確確定h0，次tw，最后b和t。一.截面選擇twh0hbtt組合梁的設(shè)計組合梁的設(shè)計twh0hbtt1．截面高度h(或腹板高度h0)梁腹板高度h0應(yīng)根據(jù)下面三個個參考高度確定定：(1)建筑容許最大梁梁高hmax(2)剛度要求最小梁梁高hmin(3)經(jīng)濟梁高組合梁的設(shè)計(1)建筑容許最大梁梁高hmax當梁上平臺面的的標高已定，梁梁高太大將減小小下層空間的凈凈空高度，影響響下層通行或設(shè)設(shè)備放置。根據(jù)據(jù)下層使用所要要求的最小凈空空高度，可算出出建筑容許的最最大梁高hmax(梁上次梁、樓板板、面層做法和和梁下突出部分分、吊頂高度以以及預(yù)計撓度留留量和必要空隙隙等應(yīng)作扣除)。hmax最小凈空高度組合梁的設(shè)計(2)剛度要求最小梁梁高hmin剛度要求梁有一一定的高度hmin，否則梁的撓度會會超過規(guī)定的容容許撓度。Wx1=Wx2Ix1、Wx1Ix2、Wx2Ix1<Ix2xxxx組合梁的設(shè)計鋼梁設(shè)計時一般般應(yīng)使σmax達到或按近γf，以充分利用鋼材材強度。由此，，不同高度h的梁截面只要有有足夠的Wx，就能滿足強度要要求。這些梁截截面的Wx基本相同，但h小的梁截面將有有較小的慣性矩矩I=Wxh/2，從而粱的撓度較較大(按h的反比加大)。當h＜hmin時就不能滿足剛剛度的最低要求求。Wx1=Wx2Ix1、Wx1Ix2、Wx2Ix1<Ix2xxxx組合梁的設(shè)計下面推導(dǎo)hmin的公式。簡支梁的最大撓撓度v一般可近似地取取為:單向彎曲的梁，，抗彎強度的驗驗算條件是:f是鋼材的抗彎強強度設(shè)計值。γx是截面塑性發(fā)展展系數(shù)。組合梁的設(shè)計上式中，Mx是彎矩的設(shè)計值值，今若把Mx改作彎矩的標準準值，取Mx＝1.3Mxk，則上式應(yīng)改為：：式中，數(shù)字1.3是取恒荷載分項項系數(shù)1.2和活荷載分項系系數(shù)1.4的平均值。當實實際梁中活荷載載為主時，1.3這數(shù)字就還要加加大，否則應(yīng)減減小。組合梁的設(shè)計因為：所以，將式改寫為：代入式并且使組合梁的設(shè)計在一定的荷載作作用下，梁的截截面高度取得大大時，梁截面的的腹板以及今后后將介紹的腹板板加勁肋所用鋼鋼材將增加，而而翼緣板的面積積將減小。反之之亦然。因此理理論上可推導(dǎo)出出一個梁的高度度使整個梁的用用鋼量為最少，，這個高度就稱稱為經(jīng)濟高度he。目前設(shè)計實踐中中經(jīng)常采用的經(jīng)經(jīng)濟高度公式是是：3．梁的經(jīng)濟高度度he式中，或者單位為cm3。組合梁的設(shè)計確定翼緣板的尺尺寸時，常先估估算每個翼緣所所需的截面積At。梁截面的慣性矩矩：