鋼結構設計原理-受彎構件1

1、鋼結構設計原理鋼結構設計原理 汕頭大學土木工程系本科課程 喻瑩 汕頭大學土木工程系本科課程 鋼結構設計原理第五章 受彎構件受彎構件：受彎構件：只承受只承受彎矩彎矩或或彎矩與剪力彎矩與剪力共同作用的構件。共同作用的構件。梁梁剛度剛度強度強度整體穩(wěn)定整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定局部穩(wěn)定承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài) （設計值）（設計值）正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài) （標準值）（標準值）汕頭大學土木工程系本科課程 鋼結構設計原理 受彎構件的受彎構件的強度和剛度強度和剛度 梁的梁的整體穩(wěn)定整體穩(wěn)定的基本概念、驗算方法以及的基本概念、驗算方法以及 提高整體穩(wěn)定性的措施提高整體穩(wěn)定性的措施 梁板件梁板件局部穩(wěn)定

2、局部穩(wěn)定的基本概念、有關規(guī)定和的基本概念、有關規(guī)定和 驗算方法驗算方法 鋼梁設計鋼梁設計第五章 受彎構件汕頭大學土木工程系本科課程 鋼結構設計原理受彎構件的強度和剛度12梁的扭轉梁的整體穩(wěn)定3第五章 受彎構件汕頭大學土木工程系本科課程 鋼結構設計原理一、彎曲強度一、彎曲強度c)彈性彈性塑性塑性塑性塑性MyMMpaa=fyya)MMy0.6時，時，必須以必須以 b代替進行修正。代替進行修正。0.1282.007.1bb（4.4.27）軋制普通工字鋼軋制普通工字鋼根據鋼號和側向支承點間的距離，其根據鋼號和側向支承點間的距離，其 b值值直接由查表得到，當直接由查表得到，當 b值大于值大于0.60.6

3、時，也需要進行修正。時，也需要進行修正。梁的整體穩(wěn)定3汕頭大學土木工程系本科課程 鋼結構設計原理yxbxyyMMfWW（4.4.28）2.2.雙向受彎梁雙向受彎梁My繞弱軸的彎矩；繞弱軸的彎矩；Wx 、Wy按受壓纖維確定的對按受壓纖維確定的對x軸和對軸和對y軸的毛截面模量；軸的毛截面模量； b 繞強軸彎曲確定的梁整體穩(wěn)定系數。繞強軸彎曲確定的梁整體穩(wěn)定系數。 y取值同塑性發(fā)展系數，但并不表示截面沿取值同塑性發(fā)展系數，但并不表示截面沿y軸已經進軸已經進入塑性階段，而是為了入塑性階段，而是為了降低后一項的影響和保持與強度公降低后一項的影響和保持與強度公式的一致性式的一致性。梁的整體穩(wěn)定3汕頭大學土

4、木工程系本科課程 鋼結構設計原理1）荷載的類型；荷載的類型； 2）荷載的作用位置；荷載的作用位置； 3）梁的側向剛度梁的側向剛度EIy、扭轉剛度扭轉剛度GIt 、翹曲剛度翹曲剛度EI；4）受壓翼緣的自由長度受壓翼緣的自由長度l1 ；5）梁的支座約束程度。梁的支座約束程度。 五、影響梁整體穩(wěn)定的因素及增強梁整體穩(wěn)定的措施五、影響梁整體穩(wěn)定的因素及增強梁整體穩(wěn)定的措施1.1.影響梁整體穩(wěn)定的因素影響梁整體穩(wěn)定的因素梁的整體穩(wěn)定3汕頭大學土木工程系本科課程 鋼結構設計原理五、影響梁整體穩(wěn)定的因素及增強梁整體穩(wěn)定的措施五、影響梁整體穩(wěn)定的因素及增強梁整體穩(wěn)定的措施提高梁受壓翼緣的側向穩(wěn)定性是提高梁整體

5、穩(wěn)定提高梁受壓翼緣的側向穩(wěn)定性是提高梁整體穩(wěn)定的有效方法。較經濟合理的方法是的有效方法。較經濟合理的方法是設置側向支撐，設置側向支撐，減少梁受壓翼緣的自由長度減少梁受壓翼緣的自由長度。2.2.增強梁整體穩(wěn)定的措施增強梁整體穩(wěn)定的措施1）增大增大受壓翼緣受壓翼緣的寬度的寬度；2）在受壓翼緣設置在受壓翼緣設置側向支撐側向支撐；3）當梁跨內無法增設側向支撐時，宜采取當梁跨內無法增設側向支撐時，宜采取閉合箱形截面閉合箱形截面；4）增加梁兩端的增加梁兩端的約束約束提高其穩(wěn)定承載力。采取措施使梁端不提高其穩(wěn)定承載力。采取措施使梁端不能發(fā)生扭轉。能發(fā)生扭轉。梁的整體穩(wěn)定3汕頭大學土木工程系本科課程 鋼結構設

6、計原理 六、不需驗算梁的整體穩(wěn)定的情況六、不需驗算梁的整體穩(wěn)定的情況 （1） H型鋼或工字形截面簡支梁受壓翼緣自由長度型鋼或工字形截面簡支梁受壓翼緣自由長度l1與其與其寬度寬度b1之比不超過下表所列數值時之比不超過下表所列數值時。H型鋼或工字形截面簡支梁不需驗算整體穩(wěn)定性的最大型鋼或工字形截面簡支梁不需驗算整體穩(wěn)定性的最大l1/b1值值 跨中無側向支承點的梁鋼 號荷載作用在上翼緣荷載作用在下翼緣跨中受壓翼緣有側向支承點的梁，不論荷載作用于何處Q23513.020.016.0Q34510.516.513.0Q39010.015.512.5Q4209.515.012.0梁的整體穩(wěn)定3汕頭大學土木工

7、程系本科課程 鋼結構設計原理 （3 3）對箱形截面簡支梁，當滿足對箱形截面簡支梁，當滿足h/b0 6，且，且 l1/b195（ 235/fy）時）時結構就不會喪失整體穩(wěn)定。結構就不會喪失整體穩(wěn)定。 箱形截面箱形截面 （2 2）有）有剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連接剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連接，能，能阻止梁受壓翼緣側向位移（截面扭轉）時。阻止梁受壓翼緣側向位移（截面扭轉）時。梁的整體穩(wěn)定3汕頭大學土木工程系本科課程 鋼結構設計原理yyxx270 x10270 x101400 x690KN130KN90KN3m3m3m3m例例5-1： 某簡支梁，焊接工字形截面，跨度中點

8、及兩端都某簡支梁，焊接工字形截面，跨度中點及兩端都設有側向支承，可變荷載標準值及梁截面尺寸如圖所示，荷設有側向支承，可變荷載標準值及梁截面尺寸如圖所示，荷載作用于梁的上翼緣，設梁的自重為載作用于梁的上翼緣，設梁的自重為1.57kN/m，材料為，材料為Q235，試計算此梁的整體穩(wěn)定性。，試計算此梁的整體穩(wěn)定性。 解解：步驟步驟1判定是否要進行整體穩(wěn)定的驗算判定是否要進行整體穩(wěn)定的驗算梁受壓翼緣自由長度梁受壓翼緣自由長度l16m，l1/b160027 2216，因此應計算梁的整體穩(wěn)定。因此應計算梁的整體穩(wěn)定。 梁的整體穩(wěn)定3汕頭大學土木工程系本科課程 鋼結構設計原理yyxx270 x10270 x

9、101400 x690KN130KN90KN3m3m3m3m步驟步驟2計算梁的截面幾何參數計算梁的截面幾何參數梁截面幾何參數：梁截面幾何參數：Ix=4050106 mm4，Iy32.8106 mm4 A=13800 mm2，Wx570104 mm3 mkN9586130214 . 13904 . 112)57. 12 . 1 (812maxM步驟步驟3計算梁的最大彎矩設計值計算梁的最大彎矩設計值 梁的整體穩(wěn)定3汕頭大學土木工程系本科課程 鋼結構設計原理yyxx270 x10270 x101400 x690KN130KN90KN3m3m3m3m查表得：查表得： b=1.15；代入代入 b 計算公式得：計算公式得： b =1.1520.6 , 需要修正，需要修正， b=0步驟步驟4計算整體穩(wěn)定系數計算整體穩(wěn)定系數 梁的整體穩(wěn)定32y 1bbb2yy432023514.4xtAhWhf（4.4.25）汕頭大學土木工程系本科課程 鋼結構設計原理yyxx270 x10270 x101400 x690KN130KN90KN3m3m3m3m代入代入 b 計算公式得：計算公式得： b =1.152