第5章受彎構(gòu)件—梁

1、一、一、 梁的型式和應(yīng)用梁的型式和應(yīng)用5.1 概概 述述根據(jù)主梁和次梁的排列情況，梁格可分為三種類型：（1）簡(jiǎn)單梁格圖5-3(a)只有主梁，適用于樓蓋或平臺(tái)結(jié)構(gòu)的橫向尺寸較小或面板跨度較大的情況。（2）普通梁格圖5-3 (b)有主梁及一個(gè)方向的次梁，次梁由主梁支承，次梁上支承面板，是最為常用的梁格類型。（3）復(fù)雜梁格圖5-3 (c)在主梁間設(shè)縱向次梁，縱向次梁間再設(shè)橫向次梁。荷載傳遞層次多，梁格構(gòu)造復(fù)雜，故應(yīng)用較少，只適用于荷載重和主梁間距很大的情況。圖5-4 主次梁連接型式vv，或v/lv/l （5-1）nxpnxxexpFWWMM（5-5）圖5-7 截面形狀系數(shù) 可見(jiàn)，在計(jì)算梁的抗彎強(qiáng)度時(shí)

2、，不考慮截面塑性發(fā)展是浪費(fèi)鋼材的。但若按截面形成塑性鉸來(lái)設(shè)計(jì)則可能使梁的撓度過(guò)大，受壓翼緣過(guò)早失去局部穩(wěn)定。因此，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，在一定條件下有限地利用鋼材的塑性性能。yf/235在彎矩Mx作用下：fwMnxxx（5-6）在彎矩Mx和My作用下：fwMwMnyyYnxxx(5-7)截面塑性發(fā)展系數(shù)x、y值yf/235vwfItVS（5-8）圖5- 8 腹板剪應(yīng)力圖5- 9 局部壓應(yīng)力因此，梁的局部承壓強(qiáng)度可按下式計(jì)算：fltFzwc（5-9）fcc12223vv （5-1）tIVSx圖 5-10 梁的彎曲剪應(yīng)力xxfIthbVhbttIVbtbtH42212121得xIthbHVhe422

3、0圖5-11 開(kāi)口薄壁截面的剪切中心tbhttbew6320（d）中：hbtbtbth3223113221（e）中：3220322141aahbhItbex二、二、 自由扭轉(zhuǎn)自由扭轉(zhuǎn)(a)自由扭轉(zhuǎn)；(b),(c)約束扭轉(zhuǎn)圖5-12 構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)形式Mt=GItd/dz （5-14）niiittbkI133（5-15）tttItM（5-16）圖5-13 開(kāi)口薄壁構(gòu)件純扭轉(zhuǎn)時(shí)的剪力流圖5-14閉口截面的純扭轉(zhuǎn) 圖5-15箱形截面和開(kāi)口截面480016040221ttwttMMAtM433328416022202240312. 1cmIt14228422tttfttMMItM圖5-16 工字形截面構(gòu)件

4、的約束扭轉(zhuǎn)2hu 22122112dzdhEIdzudEIM331112dzdhEIdzdMV332112dzdhEIhVM33dzdEIdzdGIMMMttT（5-19）圖5-17 梁的整體失穩(wěn)圖5-18 梁的側(cè)向彎扭屈曲MdzvdEIx22MdzudMIy22dzduMdzdGIdzdEIt33022244ytEIMdzdGIdzdEI（5-20）lzCsin0sin)()(224lzCEIMlGIlEIyt0)()(224ytEIMlGIlEIytyycrEIGIlIIlEIM22221（5-21）ytyyycrCaEIGIlIICalEIM32222322211)(022)(21ydA

5、yxyICAxyyIhIhIy/ )(22110EIy截面?zhèn)认蚩箯潉偠菺It截面自由扭轉(zhuǎn)剛度EI截面翹曲剛度圖5-19 單軸對(duì)稱截面荷載類型123 純彎曲1 .000 1.00滿跨均布荷載1 .130.460 .53跨度中點(diǎn)集中荷載1 .350 .550 .40 xcrcrWMfffWMbRyycrRcrxx即：fWMxbxycrbf/ytyyxyyxcrycrbEIGIlIIlfWEIfWMf22221（5-23）2/hIIyyyxybfhtWAh2354 . 414320212（5-24）1、鋼梁整體穩(wěn)定的計(jì)算公式和要求、鋼梁整體穩(wěn)定的計(jì)算公式和要求fWMxbx（5-25）fWMWMyyy

6、xbx（5-26）yf/23513yf/23520跨中有側(cè)向支承點(diǎn)：yf/23516ybyxybbfhtWAh2354 . 414320212（5-27）211IIIbybfhlbt 2355701（5-29）mkNqlMx3 .107535.34818122898. 0350175115000111hbt lb=0.69+0.130.898=0.80712793. 3500y2124 . 414320htWAhyxybb83. 0354 . 41 . 112717823566.631274320807. 0222236/215/1881078273. 0103 .107mmNfmmNWMxb

7、x25016481101370010206500075.263845433lvlvTT3001770175.265 .226481lvlvQQ圖5-22 梁局部失穩(wěn)022222224422444ywNyxwNxwNywyxwxwDyxyx（5-30）)1 (1223EtD-板單位寬度的抗彎剛度：1、單向非均勻受壓的四邊簡(jiǎn)支板)1 (01ybNNx（5-31）圖5-23 非均勻受壓簡(jiǎn)支板222)()1 (12btEkcr（5-32）002/3 時(shí)，05 . 014k（5-33a）2/301.4 時(shí)，0474. 011 . 4k（5-33b）1.402 時(shí)，206k（5-33c）均勻受壓時(shí)0=0,

8、 k =4.0；純彎曲（如梁的腹板）時(shí)0=2，k = 24。2、四邊簡(jiǎn)支板均勻受剪2222)()1 (12ltEkcr（5-34）221)/(434. 5llk（5-35）圖5-24 四邊簡(jiǎn)支受剪板及其屈曲系數(shù)222,)()1 (12btEkcrc（5-36）圖5-25 一側(cè)受壓板0 . 25 . 15 . 15 . 0baba時(shí)，2)/(9 . 0/0 .11)/(5 . 4/4 . 7babakbabak（5-37）2)/(42bak（5-38）2)/(45 . 5bak（5-39）此種取值方法被美國(guó)長(zhǎng)期使用。1、僅用橫向加勁肋加強(qiáng)的梁腹板、僅用橫向加勁肋加強(qiáng)的梁腹板圖5-26 用橫向加勁

9、肋加強(qiáng)的梁腹板122crcr12ycrycr0 . 1,22crcccrcr（5-40）圖5-27 承受多種應(yīng)力的區(qū)格2、兼有橫向肋和縱向肋的梁腹板、兼有橫向肋和縱向肋的梁腹板圖5-28 同時(shí)用橫向肋和縱向肋加強(qiáng)的梁腹板122crcr綜合以上情況，上區(qū)格的局部穩(wěn)定相關(guān)公式取為：12121,1crcrcccr（5-41）式中 、c分別為板件的正應(yīng)力、剪應(yīng)力和橫向局部壓應(yīng)力，和這些應(yīng)力對(duì)應(yīng)的三個(gè)分母則分別為各應(yīng)力單獨(dú)作用時(shí)的臨界應(yīng)力。圖5-29 雙向受壓板的相關(guān)屈曲 圖5-30 受剪和橫向壓力的板的相關(guān)屈曲0 . 122,22222crcccrcr（5-42）三、三、 梁局部穩(wěn)定計(jì)算的規(guī)范規(guī)定梁局

10、部穩(wěn)定計(jì)算的規(guī)范規(guī)定222)()1 (12btEkcr（5-43）21006 .18btkcr（5-44）21006 .18btkcr（5-45）ycrfbt210025. 00 . 1425. 06 .18則：yftb23513（5-46）yftb23515（5-47）對(duì)箱形梁翼緣板(圖5-20)在兩腹板之間的部分，相當(dāng)于四邊簡(jiǎn)支單向均勻受壓板，其k= 4.0。令=1.0，0.25，代入式（5-45）中得：yftb235400（5-48）2、梁腹板局部穩(wěn)定、梁腹板局部穩(wěn)定1 橫向加勁肋；2縱向加勁肋；3短加勁肋圖5-31 腹板加勁肋的布置yf/235yf/235yf/235yf/235yf/

11、235圖5-32 梁腹板的失穩(wěn)0 . 12,2crcccrcr（5-40）圖5-33 單軸對(duì)稱梁2351 .28/)1 (12/0220ywywcrybfkthEkfthf（5-49）235177/2ywcbfth（5-50a）235153/2ywcbfth（5-50b）2/1 . 1bcrf235)/(34. 5441/200ywsfahth（5-52a）235)/(434. 541/200ywsfahth（5-52b）2/1 . 1svcrf235)/83. 1 (4 .139 .1028/300ywcfhath（5-54a）235/59 .1828/00ywcfhath（5-54b）2,

12、/1 . 1ccrcf圖5.34 縱向加勁肋上面的區(qū)格12121,1crcrcccr（5-41）13. 555. 005. 12 . 8K梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí)，取嵌固系數(shù)=1.4，相應(yīng)的通用高厚比：23575/23513. 54 . 11 .28/111ywywbfthfth（5-56a）23564/11ywbfth（5-56b）wcrthEP12222)1 (wwcrthhtEP12122)1 (62111,1002 .37htthPwwcrcrc2355611,1ywcrcycfthf（5-57a）2354011,1ywcrcycfthf（5-57b）0 . 122,22222crcc

13、crcr（5-42）235194/2356 .471 .28/222ywywbfthfth（5-58）圖5-35 設(shè)有短加勁肋的腹板23587/11ywcfta（5-59a）23573/11ywcfta（5-59b）40300hbs(mm) （5-60）303wzthI 305 . 1wythI30200)45. 05 . 2(wythhahaI（5-63）圖5-36 支承加勁肋(ywftC/23515) cececefAF人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書(shū)，廣泛閱讀，所以我們要勤懇讀書(shū)，廣泛閱讀，古人說(shuō)古人說(shuō)“書(shū)中自有黃金屋。書(shū)中自有黃金屋?！蓖ㄟ^(guò)閱讀科技書(shū)籍，我們能豐富知識(shí)，通