鋼結(jié)構(gòu)第五章受彎構(gòu)件.ppt

第5章 受彎構(gòu)件,一、目的與要求 掌握受彎構(gòu)件計(jì)算的特點(diǎn)及適用范圍，能夠熟練地進(jìn)行一般 受彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)及驗(yàn)算。 二、主要內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配 5-1 受彎構(gòu)件的形式和應(yīng)用 5-2 梁的強(qiáng)度和剛度 5-3 梁的整體穩(wěn)定和支撐 5-4 梁的局部穩(wěn)定和腹板加肋設(shè)計(jì) 5-5 考慮腹板屈服后強(qiáng)度的梁設(shè)計(jì)特點(diǎn) 5-6 型鋼梁的設(shè)計(jì) 5-7 組合梁的設(shè)計(jì) 5-8 梁的拼接、連接和支座 5-9 其他類型的梁 三、教學(xué)方法與教學(xué)手段 課堂電化教學(xué)與模型教學(xué)相結(jié)合 四、習(xí)題課,5-1 受彎構(gòu)件的形式和應(yīng)用 一、梁的類型 普通工字鋼,單角鋼 熱軋型鋼梁 槽鋼,H形鋼 圖5-1 型鋼梁 槽鋼 冷彎薄壁型鋼 Z形鋼梁 焊接組合梁 焊接Z字形、T形鋼、箱形梁 鉚接組合梁 組合梁 異種組合梁 圖5-2 鋼與砼組合梁 截面沿長度變化 等截面梁 變截面梁 簡支梁 支承情況 懸臂梁 連續(xù)梁 受力情況 單向受彎梁 雙向受彎梁 二、應(yīng)用 工作平臺(tái)梁、樓蓋梁、墻架梁、吊車梁、柃條 返回,圖51 梁的截面類型,5-2 梁的強(qiáng)度和剛度 一、梁的強(qiáng)度 雙軸對(duì)稱工字型梁在荷載作用下的四個(gè)工作階段： 1、彈性工作階段（直承動(dòng)力以最外纖維應(yīng)力達(dá) 作為承載能力極限狀態(tài)） 2、彈塑性工作階段（靜力或間動(dòng)為狀態(tài)） 3、塑性工作階段（超靜定梁） 4、應(yīng)變硬化工作階段 二、梁的強(qiáng)度計(jì)算公式 1、承受靜力或間接承受動(dòng)力荷載： （1）單向彎曲： （5-4） （2）雙向彎曲： （5-5） 雙軸對(duì)稱工字型： =1.05 =1.2 箱形： = =1.05 其他截面 表5-1 限制條件： 13 15 時(shí)取 =1.0,2、直接承受動(dòng)力荷載： = =1.0 3、不直接承受動(dòng)力荷載固端梁、連續(xù)梁 塑性鉸： (5-6) （二）梁的抗剪強(qiáng)度 = （5-7） （三）梁的局部承壓強(qiáng)度 （5-8） （6-9）,重級(jí)：1.35 其他：1.0,截面塑性發(fā)展系數(shù)x、y值,圖5.8 梁的局部壓應(yīng)力,（四）梁的折算應(yīng)力 （腹板計(jì)算高度邊緣處）,焊接組合梁：,三,三、梁的剛度 1、梁的撓度計(jì)算基本公式 （511） 2、等截面簡支梁 （512） 3、變截面簡支梁 （513）, 5-3 梁的整體穩(wěn)定和支撐 一、喪失整體穩(wěn)定的現(xiàn)象 達(dá)某一值，梁將突然發(fā)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)，并喪失繼續(xù)承載的能力，彎扭屈曲。（圖5-17） 二、基本原理 臨界彎矩的求法 三個(gè)微分方程,梁的整體失穩(wěn) 返回,由邊界條件： z=1 z=0 , (5-24) 通用計(jì)算式: （5-25）,三、整體穩(wěn)定系數(shù) （1）若厚 則 （2）對(duì)于不同 則 （3）一般計(jì)算式 等效彎矩系數(shù)附表3-1P135 截面不對(duì)稱影響系數(shù) 雙軸對(duì)稱工字型： 加強(qiáng)受壓翼緣工字型： 加強(qiáng)受拉翼緣工字型： 當(dāng) 時(shí)梁進(jìn)入彈塑性階段， 軋制普通工字鋼 查附32,四、 的近似計(jì)算 當(dāng) 且受均布彎矩作用 1、工字形 雙軸對(duì)稱： （5-31） 單軸對(duì)稱： （5-32） 2、T形 彎矩使翼緣受壓時(shí) 雙角鋼組成T形： （5-33） 鋼板組成T形： （5-34） 彎矩使翼緣受拉時(shí)： （5-35） （5-31）（5-35）已考慮非彈性屈曲， 不需換算,五、整體穩(wěn)定性的保證 1、有鋪板（鋼筋砼板和鋼板）密鋪在梁的受壓翼緣上并與起牢固的連接 、工字形受壓翼緣自由長度 與其寬度 之比不超過 表5-3規(guī)定P157。 3、箱形簡支梁 且 不超過規(guī)定 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算公式： 單向彎曲： （5-36） 雙向彎曲： （5-37） 返回,5 -4 梁的局部穩(wěn)定和腹板加肋設(shè)計(jì) （一）翼緣板的局部穩(wěn)定 1、一般情況(彈性）： 2、超靜定梁按塑性設(shè)計(jì)： 3、允許出現(xiàn)部分塑性： 箱形梁：,b0/t40,b0/t40,梁局部失穩(wěn),（二）、腹板的局部穩(wěn)定計(jì)算,加勁肋的類型,一、加勁肋的形成 1、橫向加勁肋 2、縱向加勁肋 3、短向加勁肋 4、支承加勁肋 二、腹板加勁肋配置規(guī)定 1、 ， 可不配置加勁肋 2、 ，按構(gòu)造配置橫向加勁肋 3、 當(dāng) ，按計(jì)算配置橫向加勁肋 4、當(dāng) ，按計(jì)算配置橫向與縱向加勁肋或短向加勁肋 5、梁支座處和上翼緣有固定較大集中力處，設(shè)支承加勁肋。 6、按塑性設(shè)計(jì)超靜定梁，則應(yīng)滿足 。,（一）、 僅配置橫向加勁肋的腹板,（552）,所計(jì)算腹板區(qū)格內(nèi)，由平均彎矩產(chǎn)生的腹板計(jì)算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力； 所計(jì)算腹板區(qū)格內(nèi)，由平均剪力產(chǎn)生的腹板平均剪應(yīng)力，應(yīng)按 計(jì)算； 腹板計(jì)算高度邊緣的局部壓應(yīng)力，應(yīng)按式(58)進(jìn)行計(jì)算，但取式中 1.0。 、 、 各種應(yīng)力單獨(dú)作用下的臨界應(yīng)力。,（2） （3）,（二）同時(shí)配置橫向和縱向加勁肋的腹板 受壓翼緣與縱向加勁肋之間的區(qū)格：,（559）,受拉翼緣與縱向加勁肋之間的區(qū)格。,（562）,5 -5 加勁肋的構(gòu)造要求 一、腹板加勁肋的構(gòu)造要求 1、兩側(cè)成隊(duì)配置鋼板橫向加勁肋，截面尺寸： 外伸寬度： 厚： 2、一側(cè)配鋼板加勁肋： 3、同時(shí)用橫向與縱向加勁肋時(shí)，相交處將縱向斷開，橫向保持連續(xù)，橫向加 勁肋尺寸應(yīng)滿足： 縱向繞y 軸 ： 4、型鋼加勁肋， 5、為減少焊接應(yīng)力，橫向端部切去寬 高,二、支承加勁肋的計(jì)算 1、穩(wěn)定性計(jì)算 A加勁肋和加勁肋每側(cè)15 內(nèi)腹板面積，計(jì)算長度 2、承壓強(qiáng)度計(jì)算 3、加勁肋與腹板連接焊縫計(jì)算 返回, 5-6 型鋼梁的設(shè)計(jì),一、型鋼梁的設(shè)計(jì)步驟 設(shè)支承加勁肋 重選腹板,5-7 組合梁的設(shè)計(jì),圖5.28 組合梁的截面尺寸,續(xù)表:,一、梁截面沿長度變化 1、沿長度方向改變形式： 變高度梁 變寬度梁 魚腹式梁 變高度梁： 梁端部高度 彎折點(diǎn)距梁端 單層變寬度梁：改變處距梁端 截面改變處以 斜角 雙層變寬度梁 ：當(dāng)切斷翼緣板端部有正面焊縫時(shí) 切斷 端部無正面焊縫時(shí)；取 例5-4,二、焊接梁翼緣焊縫的計(jì)算 單層 ：單位長度上水平剪力 焊腳 梁 上承受移動(dòng)集中荷載或固定集中荷載 而未設(shè)支承加勁肋： 返回,5-8 梁的拼接、連接和支座,一、梁的拼接方法 1、工廠拼接：圖6-64 2、工地拼接：圖6-65 （1）翼緣拼接： （2）腹板拼接： 二、次梁與主梁的連接 1 疊接 2 平接,二、主次梁連接應(yīng)注意的問題 1、安全可靠、符合結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖 2、經(jīng)濟(jì)合理、省料省工 3、便于制造、運(yùn)輸、安裝和維護(hù) 三、主次梁連接的形式 1、疊接（層接） 次梁為簡支梁 次梁為連續(xù)梁 2、側(cè)面連接 連續(xù)梁 簡支梁 四、梁的支座 返回,5-9 其他類型的梁,1 蜂窩梁 將H型鋼沿腹板的折線切割成的兩部分,齒尖對(duì)齒尖地焊合后,舊新成一個(gè)腹板有孔洞的工字形梁,這種梁稱之為蜂窩梁. 2 異中種綱組合梁 對(duì)于菏載和跨度