第5章第1-2節(jié)課件

梁（beam，girder):承受橫向荷載作用的直線或曲線形構(gòu)件。梁主要內(nèi)力為彎矩、剪力，有時(shí)也承受扭矩，其主要變形為彎曲變形，有時(shí)為彎扭變形。

梁:是鋼結(jié)構(gòu)中的常用構(gòu)件，如鐵路橋梁中的鋼板梁、箱形梁，工業(yè)與民用建筑中的吊車梁、屋蓋梁、工作平臺(tái)梁以及檁條、墻架梁等。第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式第五章受彎構(gòu)件—梁一、

梁的類型1.按彎曲變形狀況分：?jiǎn)蜗驈澢鷺?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)件在兩個(gè)主軸平面內(nèi)受彎2.按支撐條件分：簡(jiǎn)支梁；連續(xù)梁；懸臂梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式3.按截面構(gòu)成方式分：(1)型鋼梁（跨度較小、內(nèi)力相對(duì)不大）

熱軋型鋼梁：小跨度梁，如屋蓋梁、框架中的次梁等。冷彎薄壁型鋼梁：墻檁、屋檁等。(2)焊接組合截面梁（跨度或內(nèi)力較大）

工字梁：制作、安裝、養(yǎng)護(hù)方便，橫向及扭轉(zhuǎn)剛度小。

箱形梁：橫向及扭轉(zhuǎn)剛度大，節(jié)約鋼材，制作安裝、困難。第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式(3)鋼-混凝土組合梁原理：簡(jiǎn)支梁的上翼緣受壓，混凝土抗壓能力強(qiáng)且剛度大，用混凝土做上翼緣，鋼做腹板和下翼緣，形成結(jié)合梁。主要優(yōu)點(diǎn)：充分利用材料性能，節(jié)約鋼材，梁的橫向剛度大。缺點(diǎn)：混凝土和鋼梁的接觸面需要特殊處理第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式圖5－1受彎構(gòu)件截面形式第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式二、梁格布置和梁的搭接1.梁格布置（1）簡(jiǎn)單梁格：只有主梁，適用于主梁跨度較小或面板規(guī)格較大的情況梁格簡(jiǎn)單布置圖第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式(2)普通梁格:在主梁間設(shè)次梁，適用于大多數(shù)的梁格尺寸和情況，應(yīng)用最廣。梁格普通布置圖第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式(3)復(fù)式梁格:在主梁間設(shè)縱向次梁，在縱向次梁間設(shè)橫向次梁。荷載傳遞層次多，梁格構(gòu)造復(fù)雜，只適用于荷載大和主梁跨度大的情況.梁格復(fù)式布置圖第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式2.梁格中主次梁的搭接方式(1)疊接:次梁疊放在主梁之上，制造安裝最方便。結(jié)構(gòu)高度大，凈空減少；梁格剛度差。主次梁的疊接連接第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式(2)升高連接:次梁從側(cè)面與主梁連接，次梁上翼緣高度高于主梁上翼緣高度。次梁端部有削弱，切割費(fèi)工，但是結(jié)構(gòu)高度較小主次梁的等高連接（升高連接）第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式(3)等高連接:次梁從側(cè)面與主梁連接，次梁上翼緣高度等于主梁上翼緣高度。切割高度小，連接牢固，梁格的剛度和整體穩(wěn)定性好。主次梁等高連接（升高連接）第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式(4)降低連接:次梁在主梁高度內(nèi)與主梁腹板連接，在復(fù)式梁格中，常使橫向次梁疊接于縱向次梁

而縱向次梁與主梁采用降低連接。主次梁降低連接第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式三、梁的設(shè)計(jì)內(nèi)容鋼結(jié)構(gòu)梁設(shè)計(jì)的內(nèi)容大致包括：

強(qiáng)度計(jì)算整體穩(wěn)定（承載力極限狀態(tài)）局部穩(wěn)定剛度計(jì)算（正常使用極限狀態(tài)）第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式1.強(qiáng)度計(jì)算(1)抗彎強(qiáng)度：驗(yàn)算翼緣的彎曲正應(yīng)力σ與鋼材的屈服強(qiáng)度f(wàn)y

之間的關(guān)系。(2)抗剪強(qiáng)度：驗(yàn)算腹板的剪應(yīng)力τ與鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv之間的關(guān)系(3)局部壓應(yīng)力：梁在固定集中荷載作用處無(wú)加勁肋，或承受移動(dòng)集中荷載時(shí)，應(yīng)比較局部壓力σc與鋼材抗壓強(qiáng)度f(wàn)(4)折算應(yīng)力：梁局部應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜時(shí)，應(yīng)比較折算應(yīng)力σeq

與鋼材的抗壓強(qiáng)度f(wàn)第五章受彎構(gòu)件—梁第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式2.整體穩(wěn)定(1)整體失穩(wěn)的現(xiàn)象：某些受彎構(gòu)件在荷載作用下，雖然其正應(yīng)力還低于鋼材的強(qiáng)度，但其變形會(huì)突然偏離原來(lái)的彎曲變形曲面，同時(shí)發(fā)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)。(2)產(chǎn)生整體失穩(wěn)的原因：側(cè)向剛度、抗扭剛度太小，側(cè)向支撐點(diǎn)間距太大。第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式第五章受彎構(gòu)件—梁3.局部穩(wěn)定(1)局部失穩(wěn)的現(xiàn)象：某些受彎構(gòu)件在荷載作用下，其受壓翼緣和腹板受壓區(qū)出現(xiàn)波狀屈曲。(2)產(chǎn)生局部失穩(wěn)的原因：梁截面主要由平板構(gòu)成，受壓區(qū)板的寬厚比過(guò)大時(shí)，容易產(chǎn)生局部屈曲。第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式第五章受彎構(gòu)件—梁4.剛度構(gòu)件在使用過(guò)程中，如果產(chǎn)生過(guò)大的變形，會(huì)影響結(jié)構(gòu)的正常使用，所以受彎構(gòu)件還要進(jìn)行剛度的驗(yàn)算。第一節(jié)梁的應(yīng)用和形式第五章受彎構(gòu)件—梁一、抗彎強(qiáng)度1、正截面應(yīng)力分布最大彎曲正應(yīng)力Mx——截面繞x軸的彎矩Wnx——對(duì)x軸的凈截面模量第二節(jié)梁的強(qiáng)度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁梁在彎曲的不同階段的彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力梁的彎曲分下面三個(gè)階段第二節(jié)梁的強(qiáng)度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁彈性階段：彈性極限：塑性階段：fy

——鋼材標(biāo)號(hào)所指的屈服點(diǎn)Mx——截面繞x軸的彎矩Wnx——對(duì)x軸的凈截面模量彈塑性階段：第二節(jié)梁的強(qiáng)度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁2、驗(yàn)算公式γx

、

γy——截面的塑性發(fā)展系數(shù)

f——鋼材的抗彎設(shè)計(jì)強(qiáng)度第二節(jié)梁的強(qiáng)度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁當(dāng)梁受壓翼緣的自由外伸寬度與其厚度之比滿足下式時(shí)，塑性發(fā)展系數(shù)應(yīng)該取γx＝1.0。對(duì)于需要計(jì)算疲勞的梁，宜取γx＝γy＝1.0。第二節(jié)梁的強(qiáng)度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁二、抗剪強(qiáng)度梁的剪應(yīng)力分布第二節(jié)梁的強(qiáng)度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁1、梁的剪應(yīng)力分布2、驗(yàn)算公式V

——計(jì)算截面沿腹板平面的作用剪力S——計(jì)算剪應(yīng)力處毛截面對(duì)中和軸的面積矩I——毛截面慣性矩tw

——腹板厚度f(wàn)v

——鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值第二節(jié)梁的強(qiáng)度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁三、局部壓應(yīng)力局部壓應(yīng)力（a）第二節(jié)梁的強(qiáng)度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁局部壓應(yīng)力（b）(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)力局部壓應(yīng)力（c）第二節(jié)梁的強(qiáng)度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁(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

局部壓應(yīng)力（d）第二節(jié)梁的強(qiáng)度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁(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)定性第二節(jié)梁的強(qiáng)度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁四、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第二節(jié)梁的強(qiáng)度和剛度第五章受彎構(gòu)件—梁五、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，懸臂梁第二節(jié)梁