受彎構(gòu)件的強(qiáng)度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定計(jì)算要點(diǎn)_第1頁(yè)
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1、 l鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)上輔導(dǎo)材料受彎構(gòu)件的強(qiáng)度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定計(jì)算鋼梁的設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定和剛度四個(gè)方面的計(jì)算。一、強(qiáng)度和剛度計(jì)算1強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度包括抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、局部承壓強(qiáng)度和折算應(yīng)力。(1)抗彎強(qiáng)度荷載不斷增加時(shí)正應(yīng)力的發(fā)展過(guò)程分為三個(gè)階段,以雙軸對(duì)稱(chēng)工字形截面為例說(shuō)明如下:圖1梁正應(yīng)力的分布1)彈性工作階段荷載較小時(shí),截面上各點(diǎn)的彎曲應(yīng)力均小于屈服點(diǎn)f,荷載繼續(xù)增y加,直至邊緣纖維應(yīng)力達(dá)到f(圖1b)。y2)彈塑性工作階段荷載繼續(xù)增加,截面上、下各有一個(gè)高度為a的區(qū)域,其應(yīng)力。為屈服應(yīng)力f。截面的中間部分區(qū)域仍保持彈性(圖lc),此時(shí)梁處于彈塑性工作階段。y3)塑性工作階段

2、當(dāng)荷載再繼續(xù)增加,梁截面的塑性區(qū)便不斷向內(nèi)發(fā)展,彈性核心不斷變小。當(dāng)彈性核心完全消失(圖ld)時(shí),荷載不再增加,而變形卻繼續(xù)發(fā)展,形成,塑性鉸”,梁的承載能力達(dá)到極限。計(jì)算抗彎強(qiáng)度時(shí),需要計(jì)算疲勞的梁,常采用彈性設(shè)計(jì)。若按截面形成塑性鉸進(jìn)行設(shè)計(jì),可能使梁產(chǎn)生的撓度過(guò)大。因此規(guī)范規(guī)定有限制地利用塑性。梁的抗彎強(qiáng)度按下列公式計(jì)算:?jiǎn)蜗驈澢鷷r(shí)M1)Q二xfYWxnx雙向彎曲時(shí)MMG=1+f(2)YWYWxnxyny式中MM繞x軸和y軸的彎矩(對(duì)工字形和H形截面,x軸為強(qiáng)軸,y軸為弱軸);x、yWnx、Wny梁對(duì)x軸和y軸的凈截面模量;Y,Y截面塑性發(fā)展系數(shù),對(duì)工字形截面,Y=1.05,Y=1.20;

3、對(duì)箱形截面xyxyY=Y=1.05;xyf鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。當(dāng)梁受壓翼緣的外伸寬度b與其厚度t之比大于13、:235/f,但不超過(guò)15:235/f7y人y時(shí),取Y=1.0ox需要計(jì)算疲勞的梁,宜取Y=Y=1.0oxy(2)抗剪強(qiáng)度主平面受彎的實(shí)腹梁,以截面上的最大剪應(yīng)力達(dá)到鋼材的抗剪屈服點(diǎn)為承載力極限狀態(tài)。VS工=f(3)Itvw式中V計(jì)算截面沿腹板平面作用的剪力設(shè)計(jì)值;S中和軸以上毛截面對(duì)中和軸的面積矩;I毛截面慣性矩;tw腹板厚度;wf鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。當(dāng)抗剪強(qiáng)度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求時(shí),常采用加大腹板厚度的辦法來(lái)增大梁的抗剪強(qiáng)度。型鋼腹板較厚,一般均能滿(mǎn)足上式要求,因此只在剪力最大截面處

4、有較大削弱時(shí),才需進(jìn)行剪應(yīng)力的計(jì)算。3)局部承壓強(qiáng)度圖2局部壓應(yīng)力當(dāng)梁的翼緣受有沿腹板平面作用的固定集中荷載且該荷載處又未設(shè)置支承加勁肋,或受有移動(dòng)的集中荷載時(shí),應(yīng)驗(yàn)算腹板計(jì)算高度邊緣的局部承壓強(qiáng)度。假定集中荷載從作用處以1:2.5(在hy高度范圍)和1:1(在hR高度范圍)擴(kuò)散,均勻分布于腹板計(jì)算高度邊緣。梁的局部承壓強(qiáng)度可按下式計(jì)算屮Ff(4)ctlwz式中F集中荷載,對(duì)動(dòng)力荷載應(yīng)考慮動(dòng)力系數(shù);屮一集中荷載增大系數(shù):對(duì)重級(jí)工作制吊車(chē)輪壓,屮=1.35;對(duì)其他荷載,屮=1.0;l集中荷載在腹板計(jì)算高度邊緣的假定分布長(zhǎng)度,其計(jì)算方法如下z跨中集中荷載l=a+5hy+2hRzyR梁端支反力l=a

5、+2.5hy+a1zy1a集中荷載沿梁跨度方向的支承長(zhǎng)度,對(duì)吊車(chē)輪壓可取為50mm;hy自梁承載的邊緣到腹板計(jì)算高度邊緣的距離;hR軌道的高度,計(jì)算處無(wú)軌道時(shí)hR=0;a1梁端到支座板外邊緣的距離,按實(shí)際取,但不得大于2.5hy。當(dāng)計(jì)算不能滿(mǎn)足式(4)時(shí),在固定集中荷載處,應(yīng)設(shè)置支承加勁肋予以加強(qiáng),并對(duì)支承加勁肋進(jìn)行計(jì)算。對(duì)移動(dòng)集中荷載,則應(yīng)加大腹板厚度。(4)折算應(yīng)力在組合梁的腹板計(jì)算高度邊緣處,當(dāng)同時(shí)受有較大的正應(yīng)力剪應(yīng)力t和局部壓應(yīng)力空時(shí),或同時(shí)受有較大的正應(yīng)力o和剪應(yīng)力t時(shí),應(yīng)按下式驗(yàn)算該處的折算應(yīng)力2+2一+3T2Pf(5)cc1式中Q,TQ腹板計(jì)算高度邊緣同一點(diǎn)上的彎曲正應(yīng)力、剪應(yīng)

6、力和局部壓應(yīng)力。e按c式(3)計(jì)算,bc按式計(jì)算,&按下式計(jì)算6)My廠(chǎng)nxI凈截面慣性矩;nxy計(jì)算點(diǎn)至中和軸的距離;b,b均以拉應(yīng)力為正值,壓應(yīng)力為負(fù)值;c卩一折算應(yīng)力的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)。當(dāng)異號(hào)時(shí),取卩=1.2;當(dāng)同號(hào)或&1c1cc=0取0=1.1。2剛度剛度驗(yàn)算即為梁的撓度驗(yàn)算。按下式驗(yàn)算梁的剛度v0.6時(shí),用下式求得的QM弋替Q進(jìn)行梁的整體穩(wěn)定計(jì)算bbb0.282Q=1.07(10)bQb但Qb不得大于L03整體穩(wěn)定的計(jì)算整體穩(wěn)定計(jì)算公式11)一/得cry12)當(dāng)按彈性設(shè)計(jì),b/t值可放寬為箱形梁翼緣板在兩腹板之間的部分,由/得cry14)2腹板的局部穩(wěn)定對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載的或其他

7、不考慮屈曲后強(qiáng)度的組合梁,以腹板的屈曲為承載能力的極限狀態(tài)。對(duì)于承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載的組合梁,允許腹板在構(gòu)件整體失穩(wěn)之前屈曲,并利用其屈曲后強(qiáng)度。圖5腹板加勁肋的配置1)腹板配置加勁肋的原則為了提高腹板的穩(wěn)定性,可增加腹板的厚度,也可設(shè)置加勁肋,設(shè)置加勁肋更經(jīng)濟(jì)。對(duì)于由剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力引起的受剪屈曲,應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋,對(duì)于由彎曲應(yīng)力引起的受彎屈曲,應(yīng)設(shè)置縱向加勁肋,局部壓應(yīng)力很大的梁,必要時(shí)尚宜在受壓區(qū)配置短加勁肋。組合梁腹板配置加勁肋的規(guī)定:J235/f1)當(dāng)h0/tW80*y時(shí),對(duì)有局部壓應(yīng)力GMO)的梁,應(yīng)按構(gòu)造配置橫向加勁0wc肋;但對(duì)無(wú)局部壓應(yīng)力2=0)的梁,可不配置加勁

8、肋。C2)當(dāng)h/w80”235/fy時(shí),應(yīng)配置橫向加勁肋。其中,當(dāng)h/tw170丫235/fy(受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束)或力血150235化(受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí)),或按計(jì)算需要時(shí),應(yīng)在彎曲應(yīng)力較大區(qū)格的受壓區(qū)增加配置縱向加勁肋。局部壓應(yīng)力很大的梁,必要時(shí) 尚宜在受壓區(qū)配置短加勁肋。任何情況下,h0/tw均不應(yīng)超過(guò)250*235/fy。此處h0為腹板的計(jì)算高度(對(duì)單軸對(duì)稱(chēng)梁,當(dāng)確定是否要配置縱向加勁肋時(shí),h0應(yīng)取為腹板受壓區(qū)高度hc的2倍),tw為腹板的厚度。cw3)梁的支座處和上翼緣受有較大固定集中荷載處,宜設(shè)置支承加勁肋。(2)臨界應(yīng)力的計(jì)算1)彎曲臨界應(yīng)力用于抗彎計(jì)算腹板的通用高厚比當(dāng)

9、梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí)斗:2y_17723515a)當(dāng)梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí)2h/1f九=ew4b15323515b)根據(jù)通用高厚比九&的范圍不同,彎曲臨界應(yīng)力的計(jì)算公式如下:當(dāng)九0.85時(shí)b當(dāng)0.85X1.25時(shí)bb二fcrb=1-0.75匕-0.85)/crb16a)(16b)當(dāng)九1.25時(shí)b16c)式中f鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。式(16)的三個(gè)公式分別屬于塑性、彈塑性和彈性范圍。2)剪切臨界應(yīng)力用于抗剪計(jì)算腹板的通用高厚比為.h/1丁入=0-wys41;k235*s17)根據(jù)通用高厚比九的范圍不同,剪切臨界應(yīng)力的計(jì)算公式如下:s當(dāng)九0.8時(shí)sT=/crv(18a)當(dāng)0.8九1.2時(shí)s

10、t=1-0.59(九一0.8)fcrsv(18b)當(dāng)九1.2時(shí)sT=1.1f2crvs18c)式中f鋼材的抗剪切強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。v3)局部壓力作用下的臨界應(yīng)力當(dāng)0.5a/h1.5時(shí)019a)用于腹板抗局部壓力作用時(shí)的通用高厚比為九=一c28J10.9+13.4(1.83-a/h)3235V0當(dāng)1.5a/h2.0時(shí)0九=c28嚴(yán).9-5a/h23519b)當(dāng)九0.9時(shí)cb=c,cr20a)當(dāng)0.9X1.2時(shí)cbc,cr=1-0.79(九-0.9)fc21b)當(dāng)九1.2時(shí)cb=1.1f/九2c,crc21c)c,cr根據(jù)通用高厚比九的范圍不同,計(jì)算臨界應(yīng)力b的公式如下:3)腹板局部穩(wěn)定的計(jì)算1)配置橫

11、向加勁肋的腹板僅配置橫向加勁肋的腹板,其各區(qū)格的局部穩(wěn)定應(yīng)按下式計(jì)算TOC o 1-5 h zbTb22)()2+()2+lW1 HYPERLINK l bookmark64 bTbcrcrc,cr同時(shí)配置橫向加勁肋和縱向加勁肋的腹板同時(shí)配置橫向加勁肋和縱向加勁肋的腹板,一般縱向加勁肋設(shè)置在距離板上邊緣1/41/5高度處,把腹板劃分為上、下兩個(gè)區(qū)格。23)24)上區(qū)格TOC o 1-5 h zbbT+(c)2+()21.0 HYPERLINK l bookmark70 bbTcr1c,cr1cr1下區(qū)格 HYPERLINK l bookmark68 bTb(4)2+()2+亠1.0bTbcr2

12、cr2c,cr2受壓翼緣與縱向加勁肋之間配置短加勁肋的區(qū)格TOC o 1-5 h zOOT HYPERLINK l bookmark76 +()2+()21.0(25)OOTcr1c,cr1cr13加勁肋的構(gòu)造和截面尺寸一般采用鋼板制成的加勁肋,并在腹板兩側(cè)成對(duì)布置。對(duì)非吊車(chē)梁的中間加勁肋,為了省工省料,也可單側(cè)布置。橫向加勁肋的間距a不得小于0.5h0,也不得大于2h0(對(duì)O=0的梁,h/13ht3(28)z0w縱向加勁肋的截面慣性矩(對(duì)yy軸),應(yīng)滿(mǎn)足下列公式的要求:當(dāng)a/h1.5h13(29)0y0waa HYPERLINK l bookmark92 當(dāng)a/h0.85時(shí)I(2.5-0.4

13、5)(一)2h13(30)0yhh0w00計(jì)算加勁肋截面慣性矩的y軸和z軸,雙側(cè)加勁肋為腹板軸線(xiàn);單側(cè)加勁肋為與加勁肋相連的腹板邊緣。大型梁可采用以肢尖焊于腹板的角鋼加勁肋,其截面慣性矩不得小于相應(yīng)鋼板加勁肋的慣性矩。為了避免焊縫交叉,在加勁肋端部應(yīng)切去寬約bs/3高約bs/2的斜角。對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的梁(如吊車(chē)梁),中間橫向加勁肋下端不應(yīng)與受拉翼緣焊接,一般在距受拉翼緣50100mm處斷開(kāi)。4支承加勁肋的計(jì)算支承加勁肋系指承受固定集中荷載或者支座反力的橫向加勁肋。此種加勁肋應(yīng)在腹板兩側(cè)成對(duì)設(shè)置,并應(yīng)進(jìn)行整體穩(wěn)定和端面承壓計(jì)算,其截面往往比中間橫向加勁肋大。(1)按軸心壓桿計(jì)算支承加勁肋在腹

14、板平面外的穩(wěn)定性。此壓桿的截面包括加勁肋以及每側(cè)各15t235/f范圍內(nèi)的腹板面積(圖7中陰影部分),其計(jì)算長(zhǎng)度近似取為h。w*y0(2)支承加勁肋一般刨平抵緊于梁的翼緣(圖7a)或柱項(xiàng)(圖7b),其端面承壓強(qiáng)度按下式計(jì)算:Fbf(31)ceAcece式中F集中荷載或支座反力;A端面承壓面積;cefce鋼材端面承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。突緣支座(圖7b)的伸出長(zhǎng)度不應(yīng)大于加勁肋厚度的2倍。3)支承加勁肋與腹板的連接焊縫,應(yīng)按承受全部集中力或支反力進(jìn)行計(jì)算。度均勻分布。計(jì)算時(shí)假定應(yīng)力沿焊縫長(zhǎng)度均勻分布。-VS40)圖7支承加勁肋型鋼梁和組合梁的設(shè)計(jì)一、考慮腹板屈曲后強(qiáng)度的組合梁設(shè)計(jì)腹板受壓屈曲和受剪屈曲后

15、都存在繼續(xù)承載的能力,稱(chēng)為屈曲后強(qiáng)度。承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載的組合梁,宜考慮腹板屈曲后強(qiáng)度,則腹板高厚比達(dá)到250時(shí)也不必設(shè)置縱向加勁肋。1受剪腹板的極限承載力腹板極限剪力設(shè)計(jì)值Vu應(yīng)按下列公式計(jì)算:當(dāng)九0.8時(shí)V=htf(1a)suwwv當(dāng)0.8X1.2時(shí)V=htf1-0.5(九-0.8)(1b)suwwvs當(dāng)九1.2時(shí)sV二htf/九1.2uwwvs(1c)式中九s用于腹板受剪計(jì)算時(shí)的通用高厚比。2受彎腹板的極限承載力腹板高厚比較大而不設(shè)縱向加勁肋時(shí),在彎矩作用下腹板的受壓區(qū)可能屈曲。屈曲后的彎矩還可繼續(xù)增大,但受壓區(qū)的應(yīng)力分布不再是線(xiàn)性的,其邊緣應(yīng)力達(dá)到f時(shí)即認(rèn)為達(dá)到y(tǒng)承載力的極

16、限。圖1受彎矩時(shí)腹板的有效寬度假定腹板受壓區(qū)有效高度為phc,等分在hc的兩端,中部則扣去(l-p)hc的高度,梁的中和軸也有下降。為計(jì)算簡(jiǎn)便,假定腹板受拉區(qū)與受壓區(qū)同樣扣去此高度,這樣中和軸可不變動(dòng)。梁截面慣性矩為(忽略孔洞繞本身軸慣性矩)hlTOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark100 I=I-2(1p)ht(c)2=I-(1p)h3t(2)xexcw2x2cw梁截面模量折減系數(shù)為3)4a)斜_WI(1-p)h3t HYPERLINK l bookmark102 eWI21xx腹板受壓區(qū)有效高度系數(shù)p按下列原則確定:當(dāng)九0.85時(shí)p=1.0b當(dāng)0.85X1.2

17、5時(shí)p二(10.2/九)/九bbb梁的抗彎承載力設(shè)計(jì)值為M二丫UWfeuxex以上式中的梁截面模量Wx和截面慣性矩Ix以及腹板受壓區(qū)高度均按截面全部有效計(jì)算。3彎矩和剪力共同作用下梁的極限承載力梁腹板同時(shí)承受彎矩和剪力的共同作用,承載力采用彎矩M和剪力V的相關(guān)關(guān)系曲線(xiàn)確定。假定彎矩不超過(guò)翼緣所提供的彎矩M時(shí),腹板不參與承擔(dān)彎矩作用,即在MM的范圍內(nèi)相關(guān)關(guān)系為一水平線(xiàn),V/V二1.0ou當(dāng)截面全部有效而腹板邊緣屈服時(shí),腹板可以承受剪應(yīng)力的平均值約為0.65f左右。vy對(duì)于薄腹板梁,腹板也同樣可以負(fù)擔(dān)剪力,可偏安全地取為僅承受剪力最大值V的0.5倍,u即當(dāng)V/V0.5時(shí),取M/M二1.0。ueue

18、u在圖2所示相關(guān)曲線(xiàn)A點(diǎn)(M/M,1)和B點(diǎn)(1,0.5)之間的曲線(xiàn)可用拋物線(xiàn)表達(dá),由此拋物線(xiàn)確定的驗(yàn)算式為YMM+1MMeuf這樣,在彎矩和剪力共同作用下梁的承載力為6a)當(dāng)M/M1.0時(shí)VVfu當(dāng)V/V0.5時(shí)uMMeu6b)VMM其他情況6c)(-1)2+匚1.00.5VMMueufM二(A亠+Ah)f(7)ff1hf222式中M,V梁的同一截面處同時(shí)產(chǎn)生的彎矩和剪力設(shè)計(jì)值;當(dāng)V0.5Vu,取V=0.5Vu;當(dāng)MvMf,取M=Mf;Mf梁兩翼緣所承擔(dān)的彎矩設(shè)計(jì)值;Af1、入較大翼緣的截面積及其形心至梁中和軸的距離;Af2、h2較小翼緣的截面積及其形心至梁中和軸的距離;Meu,Vu梁抗彎和

19、抗剪承載力設(shè)計(jì)值。4考慮腹板屈曲后強(qiáng)度的梁的加勁肋的設(shè)計(jì)當(dāng)僅配置支承加勁肋不能滿(mǎn)足式(6)的要求時(shí),應(yīng)在兩側(cè)成對(duì)配置中間橫向加勁肋。腹板高厚比超過(guò)170j235/f(受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受到約束時(shí))或超過(guò)150235/f十yvy(受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受到約束時(shí))也可只設(shè)置橫向加勁肋,其間距一般采用a二(1.01.5)h。0中間橫向加勁肋梁腹板在剪力作用下屈曲后以斜向張力場(chǎng)的形式繼續(xù)承受剪力梁的受力類(lèi)似桁架,張力場(chǎng)的水平分力在相鄰區(qū)格腹板之間傳遞和平衡,而豎向分力則由加勁肋承擔(dān),為此,橫向加勁肋應(yīng)按軸心壓桿計(jì)算其在腹板平面外的穩(wěn)定,其軸力為T(mén)OC o 1-5 h zN=Vhtt(8)su0wcr若中間橫向加勁

20、肋還承受固定集中荷載F,則N=Vhtt+F(9)su0wcr支座加勁肋支座加勁肋除承受梁支座反力R外,還承受張力場(chǎng)斜拉力的水平分力Ht。H=(Vhtt.-1+(a/h)2(10)ta0wcr0為了增加抗彎能力,還應(yīng)在梁外延的端部加設(shè)封頭板??刹捎孟铝蟹椒ㄖ贿M(jìn)行計(jì)算將封頭板與支座加勁肋之間視為豎向壓彎構(gòu)件,簡(jiǎn)支于梁上下翼緣,計(jì)算其強(qiáng)度和穩(wěn)定;將支座加勁肋按承受支座反力R的軸心壓桿計(jì)算,封頭板截面積則不小于A(yíng)=3hH/(16ef),式中e為支座加勁肋與封頭板的距離;f為鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。c0t梁端構(gòu)造還有另一方案:即縮小支座加勁肋和第一道中間加勁肋的距離a1(圖3b),使范圍內(nèi)的九0.8,此種情況

21、的支座加勁肋就不會(huì)受到Ht的作用。st二、型鋼梁的設(shè)計(jì)型鋼梁中應(yīng)用最廣泛的是工字鋼和H型鋼。型鋼梁設(shè)計(jì)一般應(yīng)滿(mǎn)足強(qiáng)度、整體穩(wěn)定和剛度的要求。型鋼梁腹板和翼緣的寬厚比都不太大,局部穩(wěn)定??傻玫奖WC,不需進(jìn)行驗(yàn)算。首先按抗彎強(qiáng)度(當(dāng)梁的整體穩(wěn)定有保證時(shí))求出需要的截面模量W二M/(丫f)(11)nxmaxx由截面模量選擇合適的型鋼,然后驗(yàn)算其他項(xiàng)目。由于型鋼截面的翼緣和腹板厚度較大,不必驗(yàn)算局部穩(wěn)定;端部無(wú)大的削弱時(shí),也不必驗(yàn)算剪應(yīng)力。而局部壓應(yīng)力也只在有較大集中荷載或支座反力處才驗(yàn)算。三、梁的拼接和連接1梁的拼接梁的拼接分為工廠(chǎng)拼接和工地拼接兩種。由于鋼材規(guī)格和現(xiàn)有鋼材尺寸的限制,必須將鋼材接長(zhǎng)

22、,這種拼接常在工廠(chǎng)中進(jìn)行,稱(chēng)為工廠(chǎng)拼接。由于運(yùn)輸或安裝條件的限制,梁必須分段運(yùn)輸,然后在工地進(jìn)行拼裝連接,稱(chēng)為工地拼接。型鋼梁的拼接可采用對(duì)接焊縫連接(圖4a),但由于翼緣與腹板連接處不易焊透,故有時(shí)采用拼接板拼接(圖4b)。拼接位置均宜設(shè)在彎矩較小處。圖4型鋼梁的拼接焊接組合梁的工廠(chǎng)拼接,翼緣和腹板的拼接位置最好錯(cuò)開(kāi)并用直對(duì)接焊縫相連。腹板的拼接焊縫與橫向加勁肋之間至少應(yīng)相距10t(圖5)。對(duì)接焊縫施焊時(shí)宜加引弧板,并采w用一級(jí)或二級(jí)焊縫,這樣焊縫可與主體金屬等強(qiáng)。圖5組合梁的工廠(chǎng)拼接梁的工地拼接應(yīng)使翼緣和腹板基本上在同一截面處斷開(kāi),以便分段運(yùn)輸。高大的梁在工地施焊時(shí)應(yīng)將上、下翼緣的拼接邊緣

23、均做成向上開(kāi)口的V形坡口,以便俯焊(圖6)。有時(shí)將翼緣和腹板的接頭略為錯(cuò)開(kāi)一些(圖6b)。n*電#&令令啥令:葉j傘圖6組合梁的工地拼接圖7采用高強(qiáng)度螺栓的工地拼接較重要或受動(dòng)力荷載的大型梁,其工地拼接宜采用高強(qiáng)度螺栓(圖7)。當(dāng)梁拼接處的對(duì)接焊縫采用三級(jí)焊縫時(shí),應(yīng)對(duì)受拉區(qū)翼緣焊縫進(jìn)行驗(yàn)算。對(duì)用拼接板的接頭,應(yīng)按下列規(guī)定的內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算的內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算:翼緣拼接板及其連接所承受的內(nèi)力N1為翼緣板的最大承載力N二Af(12)1fn式中A被拼接的翼緣板凈截面積。fn腹板拼接板及其連接,主要承受梁截面上的全部剪力V,以及按剛度分配到腹板上的彎矩M二M-1/I,式中I為腹板截面慣性矩;I為整個(gè)梁截面的慣性

24、矩。www2次梁與主梁的連接次梁與主梁的連接型式有疊接和平接兩種。疊接將次梁直接擱在主梁上面,用螺栓或焊縫連接,構(gòu)造簡(jiǎn)單,但需要的結(jié)構(gòu)高度大,其使用常受到限制。圖8a是次梁為簡(jiǎn)支梁時(shí)與主梁連接的構(gòu)造,而圖8b是次梁為連續(xù)梁時(shí)與主梁連接的構(gòu)造示例。如次梁截面較大時(shí),應(yīng)另采取構(gòu)造措施防止支承處截面的扭轉(zhuǎn)。圖8次梁與主梁的疊接平接(圖9)是使次梁頂面與主梁相平或略高、略低于主梁頂面,從側(cè)面與主梁的加勁肋或在腹板上專(zhuān)沒(méi)的短角鋼或支托相連接。圖9a、b、c是次梁為簡(jiǎn)支梁時(shí)與主梁連接的構(gòu)造,圖8d是次梁為連續(xù)梁時(shí)與主梁連接的構(gòu)造。平接雖構(gòu)造復(fù)雜,但可降低結(jié)構(gòu)高度,在實(shí)際工程中應(yīng)用較廣泛。圖9次梁與主梁的平

25、接i11V*rt?n/pmL1i1J4-1四、組合梁的設(shè)計(jì)1截面選擇組合梁截面應(yīng)滿(mǎn)足強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定和剛度的要求。設(shè)計(jì)組合梁時(shí),首先需要初步估計(jì)梁的截面高度、腹板厚度和翼緣尺寸。1)梁的截面高度確定梁的截面高度應(yīng)考慮建筑高度、剛度和經(jīng)濟(jì)三個(gè)方面的要求。.建筑高度是指梁的底面到鋪板頂面之間的高度,通常由生產(chǎn)工藝和使用要求決定。確定了建筑高度也就確定了梁的最大高度hmax剛度要求確定了梁的最小高度h。剛度條件要求梁在全部荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度vmin不大于容許撓度L。T梁的經(jīng)濟(jì)高度,梁用鋼量最少的高度。經(jīng)驗(yàn)公式為h=73W-300(mm)(13)ex式中W的單位為mm3,h的單位為mm。x

26、e實(shí)際采用的梁高,應(yīng)介于建筑高度和最小高度之間,并接近經(jīng)濟(jì)高度。梁的腹板高度hw可稍小于梁的高度,一般取腹板高度h為50mm的倍數(shù)。w(2)腹板厚度腹板厚度應(yīng)滿(mǎn)足抗剪強(qiáng)度的要求。初選截面時(shí),可近似的假定最大剪應(yīng)力為腹板平均剪14)應(yīng)力的1.2倍,根據(jù)腹板的抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式t、1.2maxwhfwv由式(14)確定的t值往往偏小。為了考慮局部穩(wěn)定和構(gòu)造等因素,腹板厚度一般用w下列經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算15)t用w3.5式(15)中,t和h的單位均為mm。實(shí)際采用的腹板厚度應(yīng)考慮鋼板的現(xiàn)有規(guī)格,ww一般為2mm的倍數(shù)。對(duì)于非吊車(chē)梁,腹板厚度取值宜比式(15)的計(jì)算值略??;對(duì)考慮腹板屈曲后強(qiáng)度的梁,腹板厚度可更小,但腹板高厚比不宜超過(guò)250235/f。y(3)翼緣尺寸圖10組合梁截面已知腹板尺寸,可求得需要的翼緣截面積A。已知Ix詁化+2A2=whx2h3wwh21近似取h沁h(yuǎn)沁h(yuǎn),10則翼緣面積為由此得每個(gè)翼緣的面積h1A二Wtfxh261W116)=4thh6w0w翼緣板的寬度通常為b=(1/61

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