第5章-梁的設(shè)計(jì)-課件

第5章梁的設(shè)計(jì)

梁的類型和梁格布置梁的設(shè)計(jì)腹板加勁肋的布置和設(shè)計(jì)1ppt課件§5.1

梁的類型及梁格布置按彎曲變形狀況分：

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。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。5.1.1梁的類型圖5.1.1梁的支承形式2ppt課件傳力系統(tǒng)：

荷載→樓板→（次梁）→

主梁→

柱

→

基礎(chǔ)。次梁主要承受均布荷載，主梁主要承受集中荷載。圖5.1.2梁格的布置3ppt課件圖5.1.2*梁格的布置5.1.2梁格布置

梁格是由許多梁排列而成的平面體系。例如樓蓋和工作平臺(tái)等。梁格上的荷載一般先由鋪板傳給次梁，再由次梁傳給主梁，然后傳到柱或墻，最后傳給基礎(chǔ)和地基。根據(jù)梁的排列方式，梁格可分成下列三種典型的形式①簡(jiǎn)式梁格——只有主梁，適用于梁跨度較小的情況；②普通式梁格——有次梁和主梁，次梁支承于主梁上；③復(fù)式梁格——除主梁和縱向次梁外，還有支承于縱向次梁上的橫向次梁。4ppt課件圖5.1.3梁的截面形式dh熱軋型鋼梁(a)焊接組合截面梁(b)冷彎薄壁型鋼梁(c)空腹式截面梁(d)組合梁(e)

梁的截面形式特點(diǎn)：截面開展，力學(xué)性能好。須注意板件局部失穩(wěn)。實(shí)腹式截面梁

5ppt課件5.1.3主次梁的連接主次梁的連接可以是疊接、平接或降低連接。疊接是次梁直接放在主梁或其他次梁上，用焊縫或螺栓固頂。連接方法簡(jiǎn)單方便，但建筑高度大，使用受到限制。平接又稱等高連接，次梁與主梁上翼緣位于同一平面其上鋪板。該方法允許在給定的樓板建筑高度里增大主梁的高度。降低連接用于復(fù)式梁格中，縱向次梁在低于主梁上翼緣的水平處與主梁相連，縱向次梁上疊放橫向次梁，鋪板位于主梁之上。該方法允許在給定的樓板建筑高度里增大主梁的高度。6ppt課件§5.2梁的設(shè)計(jì)

一般說來，梁的設(shè)計(jì)步驟通常是先根據(jù)強(qiáng)度和剛度要求，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定性等各個(gè)方面，初步選擇截面尺寸，然后對(duì)所選的截面進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的驗(yàn)算。如果驗(yàn)算結(jié)果不能滿足要求，就需要重新選擇截面或采取一些有效的措施予以解決。對(duì)組合梁，還應(yīng)從經(jīng)濟(jì)考慮是否需要采用變截面梁，使其截面沿長(zhǎng)度的變化與彎矩的變化相適應(yīng)。此外，還必須妥善解決翼緣與腹板的連接問題，受鋼材規(guī)格、運(yùn)輸和安裝條件的限制而必須設(shè)置拼接的問題，梁的支座以及與其他構(gòu)件連接的問題等等。初選截面截面驗(yàn)算7ppt課件1.型鋼梁截面只需根據(jù)計(jì)算所得到的梁中最大彎矩按下列公式求出需要的凈截面模量，然后在型鋼規(guī)格表中選擇截面模量接近的Wnx的型鋼做為試選截面。Mx——梁截面內(nèi)繞x軸的最大彎矩設(shè)計(jì)值；Wnx——截面對(duì)x軸的凈截面模量；x——截面對(duì)x軸的有限塑性發(fā)展系數(shù)；

f

——鋼材抗彎設(shè)計(jì)強(qiáng)度；

5.2.1梁的截面選擇使其抵抗矩不小于計(jì)算所需值的95%即可

驗(yàn)算梁的彎曲應(yīng)力，局部壓應(yīng)力，整體穩(wěn)定和剛度。一般型鋼梁可不驗(yàn)算折算應(yīng)力，也可不驗(yàn)算剪應(yīng)力。8ppt課件

梁的內(nèi)力較大時(shí)，需采用組合梁。常用的形式為由三塊鋼板焊成的工字形截面。組合梁的截面選擇設(shè)計(jì)包括：確定截面高度、腹板尺寸和翼緣尺寸。1）截面高度

最大高度hmax滿足建筑設(shè)計(jì)或工藝設(shè)備的凈空要求；最小高度hmin剛度要求，根據(jù)容許撓度查表；經(jīng)濟(jì)高度he

滿足使用要求的前提下使梁的總用鋼量為最小。

2.組合梁截面的選擇9ppt課件梁的經(jīng)濟(jì)高度he，經(jīng)驗(yàn)公式：綜上所述，梁的高度應(yīng)滿足：并符合鋼材尺寸規(guī)格腹板高度hw

因翼緣厚度較小，可取hw比h稍小，滿足50mm的模數(shù)。以受均布荷載的簡(jiǎn)支梁為例：10ppt課件均布荷載作用下簡(jiǎn)支梁的最小高度[]l/1000l/750l/600l/500l/400l/300l/250l/200hminQ235l/6l/8l/10l/12l/15l/20l/24l/30Q345l/4.1l/5.5l/6.8l/8.2l/10.2l/13.7l/16.4l/20.5Q390l/3.7l/4.9l/6.1l/7.4l/9.2l/12.3l/14.7l/18.211ppt課件2）腹板厚度tw

抗剪強(qiáng)度要求:考慮局部穩(wěn)定和構(gòu)造因素:tw通常取8～22mm，2mm的倍數(shù)。截面有削弱時(shí)宜取1.512ppt課件翼緣寬度取10mm的倍數(shù)，厚度取2mm的倍數(shù)。3）翼緣板尺寸根據(jù)所需要的截面抵抗矩和選定的腹板尺寸翼緣寬度b或厚度t只要定出一個(gè)，就能確定另一個(gè)。取b=(1／3～1／5)h，且滿足：或13ppt課件5.2.2截面驗(yàn)算1.強(qiáng)度驗(yàn)算：

包括正應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部壓應(yīng)力驗(yàn)算，對(duì)組合梁還要驗(yàn)算翼緣與腹板交界處的折算應(yīng)力。（4.2.2）(1)正應(yīng)力(2)剪應(yīng)力（4.2.4）(3)局部壓應(yīng)力（4.2.7）(4)折算應(yīng)力（4.2.10）14ppt課件2.剛度驗(yàn)算：均布荷載下等截面簡(jiǎn)支梁集中荷載下等截面簡(jiǎn)支梁

≤[]（4.2.12）

——標(biāo)準(zhǔn)荷載下梁的最大撓度

[]——受彎構(gòu)件的撓度限值，按附表2.1規(guī)定采用梁的最大撓度可用材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算。15ppt課件3.整體穩(wěn)定驗(yàn)算：(1)判斷梁是否需要進(jìn)行整體穩(wěn)定驗(yàn)算。(2)如需要?jiǎng)t按照梁的截面類型選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算公式計(jì)算整體穩(wěn)定系數(shù)。(3)不論哪種情況算得的穩(wěn)定系數(shù)大于0.6，都應(yīng)采用修正公式進(jìn)行修正。（4.4.22）(4)采用公式驗(yàn)算整體穩(wěn)定承載力是否滿足要求。（4.4.27）16ppt課件4.局部穩(wěn)定驗(yàn)算：(1)型鋼梁的局部穩(wěn)定都已經(jīng)滿足要求不必再驗(yàn)算。(2)對(duì)于焊接組合梁，翼緣可以通過限制板件寬厚比保證其不發(fā)生局部失穩(wěn)。(3)腹板則較為復(fù)雜，一種方法是通過設(shè)置加勁肋的方法保證其不發(fā)生局部失穩(wěn)；另一種方法是允許腹板發(fā)生局部失穩(wěn)，利用其屈曲后承載力。17ppt課件

橫向加勁肋的間距a應(yīng)滿足下列構(gòu)造要求：0.5hw≤a≤2hw，無局部壓應(yīng)力的梁，當(dāng)hw/tw≤100時(shí)a≤2.5hw；同時(shí)設(shè)有縱向加勁肋時(shí)a≤2h2；縱向加勁肋應(yīng)布置在距腹板計(jì)算高度受壓邊緣h1=（1/5～1/4）h0范圍內(nèi)。

加勁肋可以成對(duì)布置于腹板兩側(cè)，也可以單側(cè)布置，支承加勁肋及重級(jí)工作制吊車梁必須兩側(cè)對(duì)稱布置。h1h2h05.3.1加勁肋布置§5.3腹板加勁肋的布置和設(shè)計(jì)橫向加勁肋貫通，縱向加勁肋斷開18ppt課件外伸寬度：橫向加勁肋的厚度：?jiǎn)蝹?cè)布置時(shí)，外伸寬度增加20％，厚度不小于其外伸寬度1/15。5.3.2加勁肋的構(gòu)造要求腹板兩側(cè)成對(duì)配置橫向加勁肋時(shí)：

焊接梁的橫向加勁肋與翼緣板相接處應(yīng)切角，當(dāng)切成斜角時(shí)，其寬約為bs/3(但不大于40mm)，高約為bs/2(但不大于60mm)。hobs19ppt課件橫向加勁肋應(yīng)滿足:縱向加勁肋應(yīng)滿足:加勁肋必須具備一定剛度，截面慣性矩應(yīng)滿足：短向加勁肋外伸寬度應(yīng)取為橫向加勁肋外伸寬度的0.7-1.0倍,厚度同樣不小于短向加勁肋外伸寬度的1/15。

用型鋼制成的加勁肋，其截面慣性矩不應(yīng)小于相應(yīng)鋼板加勁肋的慣性矩；在腹板兩側(cè)成對(duì)配置加勁肋，其截面慣性矩應(yīng)按梁腹板中心線為軸計(jì)算。在腹板一側(cè)配置的加勁肋，其截面慣性矩應(yīng)按與加勁肋相連的腹板邊緣為軸線進(jìn)行計(jì)算。yy20ppt課件5.3.3支承加勁肋計(jì)算1.端面承壓

梁支承加勁肋端部應(yīng)按所承受的支座反力或固定集中荷載進(jìn)行計(jì)算；當(dāng)端部為刨平頂緊時(shí)，按下式計(jì)算其端面的承壓應(yīng)力：CCCCC50-100t≤2t2.穩(wěn)定性計(jì)算梁的支承加勁肋應(yīng)按承受梁支座反力或固定集中荷載的軸心受壓構(gòu)件計(jì)算其在腹板平面外的穩(wěn)定性。此受壓構(gòu)件的截面應(yīng)包括加勁肋每側(cè)范圍內(nèi)的腹板面積，計(jì)算長(zhǎng)度取h0。3.焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算當(dāng)端部為焊接時(shí)計(jì)算其焊縫應(yīng)力。加勁肋端面實(shí)際承壓面積鋼材承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值成對(duì)布置4.對(duì)突緣支座，其伸出長(zhǎng)度不得大于其厚度的2倍。21ppt課件22ppt課件

（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： lM1M1l1l123ppt課件

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。lM1M1l1l124ppt課件25ppt課件§5.4.2焊接組合梁翼緣焊縫計(jì)算單位長(zhǎng)度上的剪力V1：26ppt課件

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：27ppt課件§5.4.3

梁的拼接、連接和支座一、梁的拼接1、型鋼梁的拼接：28ppt課件2、組合梁的拼接：≥10tw~500~50012344551245345拼接處對(duì)接焊縫不能與基本金屬等強(qiáng)時(shí),受拉翼緣焊縫應(yīng)計(jì)算確定；翼緣拼接板的內(nèi)力應(yīng)按下式計(jì)算:N1=AfnfAfn--被拼接翼緣板凈截面面積。29ppt課件腹板拼接板及其連接承擔(dān)的內(nèi)力為：

1）拼接截面處的全部剪力v；

2）按剛度分配到腹板上的彎矩Mw：

30ppt課件梁的設(shè)計(jì)步驟加勁肋設(shè)計(jì)31ppt課件[例5-1]

跨度為3米的簡(jiǎn)支梁，承受均布荷載，其中永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=15kN/m，各可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值共為q1k=20kN/m，整體穩(wěn)定滿足要求。試選擇普通工字鋼截面，材料為3號(hào)鋼。結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)。（型鋼梁設(shè)計(jì)問題）[分析]解題步驟（先按彈性設(shè)計(jì)、再按塑性設(shè)計(jì)）荷載組合→計(jì)算彎矩→選擇截面→驗(yàn)算強(qiáng)度、剛度。[解]

（1）荷載組合標(biāo)準(zhǔn)荷載q0=qk+q1k=15+20=35kN/m

設(shè)計(jì)荷載q=0(Gqk+ψG1q1k)

0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。安全等級(jí)二級(jí)，0=1.0

G——永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般取G=1.2G1——可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般取G1=1.4ψ——荷載組合系數(shù)，取ψ=0.932ppt課件（1）荷載組合荷載設(shè)計(jì)值：q=1.0(1.2×15+0.9×1.4×20)=43.2kN/m

荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q=1.0(15+20)=35kN/m

（未包括梁的自重）（2）計(jì)算最大彎矩（跨中截面）在設(shè)計(jì)荷載下（暫不計(jì)自重）的最大彎矩

M=ql2/8=43.2×32/8=48.6kN-m

（3）選擇截面需要的凈截面抵抗矩

Wnx=M/f=47×103/215=218.6cm3由附錄8P427，選用I20a，

Ix=2370cm4，Wx=237cm3，Ix/Sx=17.2cm，

tw=7mm，g=0.28kN/m。彈性設(shè)計(jì)33ppt課件

（4）驗(yàn)算強(qiáng)度、剛度加上梁的自重，重算最大彎矩：

M=ql2/8=（43.2+1.2×0.28)×32/8=49kN-m①?gòu)?qiáng)度驗(yàn)算

②剛度驗(yàn)算(采用標(biāo)準(zhǔn)荷載)34ppt課件③局部壓應(yīng)力驗(yàn)算

在支座處有局部壓應(yīng)力。支座構(gòu)造被設(shè)計(jì)如圖，不設(shè)支承加勁肋。需驗(yàn)算局部壓應(yīng)力。lz=a+2.5hy=80+2.5×20.4=131mm

F=ql/2=43.2×3/2=64.8kN由式（4.2.7）支座構(gòu)造lztw=7a=8020.4F20a可35ppt課件塑性發(fā)展系數(shù)（4）再按塑性設(shè)計(jì)驗(yàn)算

按塑性設(shè)計(jì)，有

Wnx=M/(xf)=47×103/(1.05×215)=210cm3

可采用較小截面，省些鋼材。適合于承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)。36ppt課件[例題5.2]

某車間工作平臺(tái)梁格布置如圖所示，平臺(tái)上無動(dòng)力荷載，均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為4.5kN/m2，恒載標(biāo)準(zhǔn)值為3kN/m2，鋼材為Q235B，假定平臺(tái)板為剛性，可以保證次梁的整體穩(wěn)定。試設(shè)計(jì)主梁（組合截面）和次梁（型鋼）。6000q4×3m=12m3m6m4×3m=12m6m6mA[解]1.次梁設(shè)計(jì)1）荷載及內(nèi)力計(jì)算將次梁A設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)支梁，其計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖。均布荷載設(shè)計(jì)值：均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值：次梁承受的線荷載：37ppt課件3）截面強(qiáng)度驗(yàn)算支座處最大剪力：跨中最大彎矩：次梁所需要的凈截面抵抗矩為：查P427附表8.5，選用I32a，梁自重g=52.69×9.8＝516N/m，Ix=11080cm4Wx=692.5cm3，Sx=400.5cm3，tw=9.5mm。梁自重產(chǎn)生的彎矩：總彎矩：2）初選截面38ppt課件支座處最大剪應(yīng)力：4）剛度驗(yàn)算(采用標(biāo)準(zhǔn)荷載)

可見型鋼由于腹板較厚，剪應(yīng)力一般不起控制作用。因此只有在截面有較大削弱時(shí)才必須驗(yàn)算剪應(yīng)力。梁跨中最大彎曲應(yīng)力：滿足滿足39ppt課件4×3000=12000173.8173.8173.82.主梁設(shè)計(jì)4×3m=12m3m6m4×3m=12m6m6m1）內(nèi)力計(jì)算B將主梁B也設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)支梁，其計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖。兩側(cè)次梁對(duì)主梁產(chǎn)生的壓力為：主梁的支座反力（未計(jì)主梁自重）：跨中最大彎矩：40ppt課件2）初選截面梁所需要的凈截面抵抗矩為：梁的高度在凈空上無限制，按剛度要求，工作平臺(tái)主梁的容許撓度為l/400，則梁容許的最小高度為：（參照均布荷載作用）參照以上數(shù)據(jù)，考慮到梁截面高度大一些，更有利于增加剛度，初選梁的腹板高度hw=100cm。再按經(jīng)驗(yàn)公式，可得梁的經(jīng)濟(jì)高度：41ppt課件腹板厚度按抗剪強(qiáng)度：考慮局部穩(wěn)定和構(gòu)造因素:可見依剪力要求所需的腹板厚度很小。取腹板厚t=8mm。根據(jù)近似公式計(jì)算所需翼緣板面積：翼緣板寬：b=(1/5~1/3)h=200~330mm，取b=280mm。翼緣板厚：t=3286/280=11.7mm，取t=14mm。翼緣外伸寬度：b1=(280-8)/2=136mm。

梁翼緣板的局部穩(wěn)定可以保證，且截面可以考慮部分塑性發(fā)展。梁截面如圖所示。14828014100042ppt課件1482801410003）截面驗(yàn)算截面的實(shí)際幾何性質(zhì)：主梁自重估算：g＝149.2kg/m×9.8＝1.46kN/m單位長(zhǎng)度梁的質(zhì)量為：式中1.2為考慮腹板加勁肋等附加構(gòu)造用鋼使自重增大的系數(shù)，則梁的自重為：154.8×100×7850×10-6×1.2＝149.2kg/m43ppt課件由梁自重產(chǎn)生的跨中最大彎矩：由梁自重產(chǎn)生的支座剪力：跨中最大彎矩：強(qiáng)度驗(yàn)算彎曲應(yīng)力：滿足剪應(yīng)力、剛度不需驗(yàn)算，次梁作用處設(shè)置支承加勁肋，所以也不需驗(yàn)算局部壓應(yīng)力。整體穩(wěn)定驗(yàn)算次梁可視為主梁受壓翼緣的側(cè)向支撐，故l1/b1=3000/280=10.7<16，不必進(jìn)行整體穩(wěn)定驗(yàn)算。44ppt課件腹板區(qū)格A局部穩(wěn)定驗(yàn)算平均剪力：梁腹板的高厚比：局部穩(wěn)定驗(yàn)算應(yīng)按計(jì)算配置橫向加勁肋?？紤]到次梁處應(yīng)配置支承加勁肋，故取橫向加勁肋的間距a=1500mm<2h0=2000mm，各區(qū)格可按無局部壓應(yīng)力的情況考慮。8×1500=12000AB區(qū)格A左端內(nèi)力：區(qū)格A右端內(nèi)力：45ppt課件設(shè)次梁不能有效約束主梁受壓翼緣的扭轉(zhuǎn)，則由（4.5.34）得：a/h0=1500/1000=1.5>1,則由（4.5.21）得：設(shè)次梁不能有效約束主梁受壓翼緣的扭轉(zhuǎn)，則由（4.5.48）得：平均彎矩：46ppt課件平均剪力：區(qū)格B左端內(nèi)力：區(qū)格B右端內(nèi)力：平均彎矩：設(shè)置加勁肋后局部穩(wěn)定滿足47ppt課件301480支承加勁肋設(shè)計(jì)（略）48ppt課件[例題5.2]某建筑物采用如圖5.1.3(b)所示的梁格布置，次梁間距2米，主梁間距6米,

柱截面高0.5米。采用普通工字型鋼作為主次梁。梁上鋪設(shè)鋼筋混凝土預(yù)制板，并與主次梁有可靠的連接，能夠保證其整體穩(wěn)定。均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3kN/m2，樓板自重標(biāo)準(zhǔn)值為3kN/m2。主梁和次梁、主梁和柱子均采用構(gòu)造為鉸接的連接方法。次梁選用I25a，試設(shè)計(jì)邊部主梁截面。49ppt課件50ppt課件[例題5.3]

某跨度6米的簡(jiǎn)支梁承受均布荷載作用（作用在梁的上翼緣），其中永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值為20kN/m，可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為25kN/m。該梁擬采用Q235鋼制成的焊接組合工字形截面，試設(shè)計(jì)該梁。51ppt課件52ppt課件53ppt課件54ppt課件55ppt課件[例5-4]

跨度為3米的簡(jiǎn)支梁，承受均布荷載，其中永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值gk=15kN/m，各可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值共為q1k=20kN/m，整體穩(wěn)定滿足要求。試選擇普通工字鋼截面，材料為3號(hào)鋼。結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)。（型鋼梁設(shè)計(jì)問題）[分析]解題步驟（先按彈性設(shè)計(jì)、再按塑性設(shè)計(jì)）荷載組合→計(jì)算彎矩→選擇截面→驗(yàn)算強(qiáng)度、剛度。[解]

（1）荷載組合標(biāo)準(zhǔn)荷載q0=gk+q1k=15+20=35kN/m

設(shè)計(jì)荷載q=0(Ggk+ψG1q1k)0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。安全等級(jí)二級(jí)，0=1.0G——永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般取G=1.2G1——可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般取G1=1.4ψ——荷載組合系數(shù)，取ψ=0.956ppt課件（1）荷載組合荷載設(shè)計(jì)值：q=1.0(1.2×15+0.9×1.4×20)=43.2kN/m

荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q=1.0(15+20)=35kN/m

（未包括梁的自重）（2）計(jì)算最大彎矩（跨中截面）在設(shè)計(jì)荷載下（暫不計(jì)自重）的最大彎矩

M=ql2/8=43.2×32/8=48.6kN-m

（3）選擇截面需要的凈截面抵抗矩

Wnx=M/f=47×103/215=218.6cm3由附錄8P427，選用I20a，

Ix=2370cm4，Wx=237cm3，Ix/Sx=17.2cm，

tw=7mm，g=0.28kN/m。彈性設(shè)計(jì)57ppt課件

（4）驗(yàn)算強(qiáng)度、剛度加上梁的自重，重算最大彎矩：

M=ql2/8=（43.2+1.2×0.28)×32/8=49kN-m①?gòu)?qiáng)度驗(yàn)算

②剛度驗(yàn)算(采用標(biāo)準(zhǔn)荷載)58ppt課件③局部壓應(yīng)力驗(yàn)算

在支座處有局部壓應(yīng)力。支座構(gòu)造設(shè)計(jì)如圖所示，不設(shè)支承加勁肋。需驗(yàn)算局部壓應(yīng)力。lz=a+2.5hy=80+2.5×20.4=131mm

F=ql/2=43.2×3/2=64.8kN由式（4.2.7）lztw=7a=8020.4F20a可59ppt課件塑性發(fā)展系數(shù)（4）再按塑性設(shè)計(jì)驗(yàn)算

按塑性設(shè)計(jì)，有

Wnx=M/(xf)=47×103/(1.05×215)=210cm3

可采用較小截面，省些鋼材。適合于承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)。60ppt課件[例5.5]

驗(yàn)算一跨度為9m的工作平臺(tái)簡(jiǎn)支梁的整體穩(wěn)定，截面尺寸如圖所示。永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=42kN/m，各可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值共為q1k=50kN/m。鋼材選用Q235，fy=235MPa。[解]1、截面幾何性質(zhì)hw=1000h=1024b=320t=1212tw=8xx61ppt課件hw=1000h=1024b=320t=1212tw=8xx2、內(nèi)力計(jì)算梁自重：g=A=78×0.01568≈1.22kN/m設(shè)計(jì)荷載：

q=1.2(42+1.22)+0.9×1.4×50=114.86kN/mMmax=ql2/8=114.86×92/8=1163kN-m

Vmax=ql/2=114.86×9/2=516.87kN需要驗(yàn)算整體穩(wěn)定62ppt課件3、整體穩(wěn)定驗(yàn)算計(jì)算整體穩(wěn)定系數(shù)，查P387附表1.1不滿足整體穩(wěn)定要求63ppt課件

如果在跨中設(shè)一側(cè)向支點(diǎn)，則l1=450cm，y=70；P387附表3.1得b=1.15，這時(shí)：b＞0.6，不能用通式算。

只在跨中設(shè)一側(cè)向支撐整體穩(wěn)定仍不滿足要求，可改設(shè)2個(gè)支撐，再驗(yàn)算。64ppt課件一、型鋼梁截面的選擇

型鋼梁截面應(yīng)滿足梁的強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定四個(gè)要求，其中強(qiáng)度包括抗彎、抗剪、局部壓應(yīng)力和折算應(yīng)力。由于型鋼截面的翼緣和腹板等板件常有足夠的厚度，一般不必驗(yàn)算局部穩(wěn)定，無很大孔洞削弱時(shí)一般也不必驗(yàn)算剪應(yīng)力。局部壓應(yīng)力和折算應(yīng)力只在有較大集中荷載或支座反力時(shí)計(jì)算。

型鋼梁設(shè)計(jì)通常是先按抗彎強(qiáng)度(當(dāng)梁的整體穩(wěn)定有保證或Mmax處截面有較多孔洞削弱時(shí))或整體穩(wěn)定(當(dāng)需計(jì)算整體穩(wěn)定時(shí))選擇型鋼截面，然后驗(yàn)算其它項(xiàng)目是否足夠，不夠時(shí)再作調(diào)整。為了節(jié)省鋼材，應(yīng)盡量采用牢固連接于受壓翼緣的密鋪面板或足夠的側(cè)向支承以達(dá)到不需計(jì)算整體穩(wěn)定的要求。

按抗彎強(qiáng)度或整體穩(wěn)定(φb值可先估計(jì)假定)選擇單向(強(qiáng)軸)彎曲梁的型鋼截面時(shí)，所需要的截面抵抗矩為：二、組合梁截面的選擇

組合梁截面的選擇包括：估算梁高、腹板厚度和翼緣尺寸。2、腹板尺寸

梁高確定后腹板高也就確定了，腹板高為梁高減兩個(gè)翼緣的厚度，在取腹板高時(shí)要考慮鋼板的規(guī)格尺寸，一般使腹板高度為50mm的模數(shù)。從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，腹板薄一些比較省鋼，但腹板厚度的確定要考慮腹板的抗剪強(qiáng)度，腹板的局部穩(wěn)定和構(gòu)造要求。從抗剪強(qiáng)度角度來看，應(yīng)滿足下式：65ppt課件5.2.2梁的驗(yàn)算梁的驗(yàn)算包括剛度、強(qiáng)度、整體穩(wěn)定，對(duì)于組合梁還包括局部穩(wěn)定驗(yàn)算。一、強(qiáng)度驗(yàn)算

強(qiáng)度驗(yàn)算包括：正應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部壓應(yīng)力驗(yàn)算，對(duì)組合梁還要驗(yàn)算翼緣與腹板交界處的折算應(yīng)力。

1、正應(yīng)力

運(yùn)用材料力學(xué)知識(shí)找出梁截面最大彎矩及可能產(chǎn)生最大正應(yīng)力處的彎矩（如變截面處和截面有較大削弱處），單向受彎時(shí)按公式4.2.2驗(yàn)算截面最大正應(yīng)力應(yīng)是否滿足要求。雙向受彎時(shí)采用公式4.2.3驗(yàn)算。使用公式4.2.2及4.2.3時(shí)應(yīng)注意Wnx及Wny為驗(yàn)算截面處的凈截面抵抗矩。

2、剪應(yīng)力